DE69507230T2 - Block for unloading powder waste and method for producing such a block - Google Patents
Block for unloading powder waste and method for producing such a blockInfo
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Description
Die Erfindung hat zum Gegenstand einen Block zur Konditionierung pulverförmiger Abfälle zum Zweck ihrer Lagerung sowie ein Herstellungsverfahren für einen derartigen Block.The invention relates to a block for conditioning powdered waste for the purpose of its storage and to a manufacturing process for such a block.
Sie betrifft genauer die Konditionierung von Abfällen in einer Verbundmatrix aus gehärtetem duroplastischem Polymer und erhärtetem Zement. Sie findet Anwendung auf die Konditionierung von Abfällen verschiedener Art wie den radioaktiven Abfällen der Nuklearindustrie, den Abfällen der chemischen Industrie und allgemeiner allen Abfällen, die in einer auslaugungsbeständigen Matrix gelagert werden müssen.More specifically, it concerns the conditioning of waste in a composite matrix made of hardened thermosetting polymer and hardened cement. It is applicable to the conditioning of various types of waste such as radioactive waste from the nuclear industry, waste from the chemical industry and, more generally, all waste that must be stored in a leaching-resistant matrix.
Es gibt gegenwärtig mehrere Verfahren zur Konditionierung radioaktiver Abfälle, die solche Matrizen wie die Zemente, die Bitumen, die duroplastischen Polymere und aktueller die Verbundmatrizen, welche zugleich duroplastische Polymere und Zemente enthalten, verwenden.There are currently several processes for conditioning radioactive waste, using matrices such as cements, bitumen, thermosetting polymers and, more recently, composite matrices containing both thermosetting polymers and cements.
So beschreibt das Dokument EP-A-0 274 927 die Konditionierung von Abfällen in einer Verbundmatrix, die aus einem gehärteten Epoxidharz und erhärtetem Zement besteht. Um diese Konditionierung auszuführen, mischt man zunächst im trockenen Zustand den Abfall und den Zement und gibt dann bei Umgebungstemperatur diese Mischung zu einer Emulsion, die aus dem Epoxidharz, dem Wasser zum Anrühren des Zements und dem Härter erzeugt wurde. Man erhält so einen Block zur Konditionierung, der 35 bis 45 Gew.-% Abfälle, 20 bis 40 Gew.-% Epoxidharz und 25 bis 35 Gew.-% Zement mit seinem Hydratationswasser enthält.Thus, document EP-A-0 274 927 describes the conditioning of waste in a composite matrix consisting of a hardened epoxy resin and hardened cement. To carry out this conditioning, the waste and the cement are first mixed in a dry state and then, at room temperature, this mixture is added to an emulsion made from the epoxy resin, the water for mixing the cement and the hardener. This gives a conditioning block containing 35 to 45% by weight of waste, 20 to 40% by weight of epoxy resin and 25 to 35% by weight of cement with its hydration water.
Diese Art der Konditionierung ist nicht völlig zufriedenstellend, denn die Verbundmatrix enthält maximal 45 Gew.-% Abfälle. Darüber hinaus ist es aufgrund der Hydrophilie der pulverförmigen Abfälle nötig, einen nicht zu vernachlässigenden Anteil Wasser für die Hydratation des Zements zu verwenden, was aufgrund der möglichen Gefahren einer Abgabe des von dem pulverförmigen Abfall absorbierten Konstitutionswassers für die Beständigkeitseigenschaften bei der Lagerung des Blocks ungünstig ist.This type of conditioning is not entirely satisfactory, as the composite matrix contains a maximum of 45% by weight of waste. In addition, due to the hydrophilic nature of the powdered waste, it is necessary to use a non-negligible proportion of water for the hydration of the cement, which is dangerous for the environment due to the possible risks of the release of the constitutional water absorbed by the powdered waste. the stability properties during storage of the block are unfavourable.
Das Dokument FR-A-2 290 745 beschreibt ein Verfahren zur Einhüllung von organischen Ionenaustauscher-Materialien in Zement, nach dem man dem Zement vor seiner Verfestigung eine Substanz, etwa ein Polymermaterial, zugibt, um das Eindringen von Wasser in den verfestigten Block zu hemmen und zu verhindern, daß die Körner von Ionenaustauscher-Material nach dem Abbinden des Zements wieder Wasser absorbieren.Document FR-A-2 290 745 describes a process for encapsulating organic ion exchange materials in cement, whereby a substance, such as a polymer material, is added to the cement before it solidifies in order to inhibit the penetration of water into the solidified block and to prevent the grains of ion exchange material from reabsorbing water after the cement has set.
In diesem Verfahren verwendet man 0,1 bis 20 Gewichtsteile der Substanz auf 100 Gewichtsteile Zement.In this process, 0.1 to 20 parts by weight of the substance is used per 100 parts by weight of cement.
Die vorliegende Erfindung hat genau einen Block zur Konditionierung pulverförmiger Abfälle zum Gegenstand, der einen höheren Anteil von Abfällen enthalten kann und dabei eine wirksame und sicherere Einschließung dieser Abfälle garantiert.The present invention relates precisely to a block for conditioning powdered waste which can contain a higher proportion of waste while guaranteeing an effective and safer containment of this waste.
Nach der Erfindung ist in dem Block zur Konditionierung eines pulverförmigen Abfalls in einer Verbundmatrix aus gehärtetem duroplastischem Polymer und erhärtetem Zement das Abfallpulver in dem duroplastischem Polymer eingehüllt, das eingehüllte Pulver ist in dem Zement dispergiert, und der Block enthält in Gewichtsteilen:According to the invention, in the block for conditioning a powdery waste in a composite matrix of hardened thermosetting polymer and hardened cement, the waste powder is encased in the thermosetting polymer, the encased powder is dispersed in the cement, and the block contains in parts by weight:
- 45 bis 55% Abfall,- 45 to 55% waste,
- 18 bis 36% duroplastisches Polymer und- 18 to 36% thermosetting polymer and
- 14 bis 32% Zement.- 14 to 32% cement.
In einem solchen Block bildet der aus dem Zement und seinem Hydratationswasser bestehende mineralische Teil das starre Skelett des Blocks, während das duroplastische Polymer, das eine Hülle um das Abfallpulver bildet, ein elastisches Verhalten hat.In such a block, the mineral part consisting of the cement and its hydration water forms the rigid skeleton of the block, while the thermosetting polymer, which forms a shell around the waste powder, has an elastic behavior.
Dieser besondere Aufbau des Blocks führt zu einer sichereren Einschließung der Abfälle, denn die Körner des Abfallpulvers werden von dem duroplastischen Polymer umhüllt, das um jedes Korn eine Schutzhülle bildet, wobei diese Hüllen durch den Zement verklebt werden. Es ergibt sich hieraus eine bessere Auslaugungsbeständigkeit, umso mehr, als, wie man später sehen wird, das Herstellungsverfahren für den Block es erlaubt, den Vernetzungsgrad des Polymers zu erhöhen und so um jedes Korn herum einen sehr dichten Überzug von Polymer zu erhalten.This particular construction of the block results in a safer containment of the waste, since the grains of the waste powder are covered by the thermosetting polymer, which forms a protective shell around each grain, and these shells are bonded together by the cement. This results in better resistance to leaching, especially since, as we will see later, the process of manufacturing the block allows the degree of cross-linking of the polymer to be increased, thus to obtain a very dense coating of polymer around each grain.
Außerdem kann die Menge von konditioniertem Abfall größer sein und 55 Gew.-% erreichen.In addition, the amount of conditioned waste can be larger and reach 55% by weight.
Der Block enthält also im allgemeinen in Gewichtsteilen:The block generally contains in parts by weight:
- 45 bis 55% Abfall,- 45 to 55% waste,
- 18 bis 36% duroplastisches Polymer und- 18 to 36% thermosetting polymer and
- 14 bis 32% Zement.- 14 to 32% cement.
Die pulverförmigen Abfälle können insbesondere aus Verbrennungsaschen brennbarer radioaktiver Abfälle, etwa den Abfällen schwacher oder mittlerer Aktivität, kontaminiert mit α-Strahlern oder mit β-γ-Strahlern, bestehen. Diese Aschen bestehen im wesentlichen aus einer Mischung von Metalloxiden wie Siliciumdioxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid usw.The powdered waste may consist in particular of incineration ashes of combustible radioactive waste, such as waste of low or medium activity contaminated with α-emitters or with β-γ-emitters. These ashes consist essentially of a mixture of metal oxides such as silicon dioxide, iron oxide, aluminium oxide, etc.
Die duroplastischen Polymere der Verbundmatrix können von verschiedener Art sein. Als Beispiele für derartige Polymere kann man die ungesättigten Polyester, die Epoxidharze usw. nennen. Vorzugsweise verwendet man Epoxidharze.The thermosetting polymers of the composite matrix can be of various types. Examples of such polymers include unsaturated polyesters, epoxy resins, etc. Epoxy resins are preferably used.
Die in dem Block verwendeten Zemente können von verschiedener Art sein. Man kann beispielsweise Puzzolan-Zemente verwenden. Vorzugsweise verwendet man einen Zement mit niedriger Hydratationswärme wie die Schlacken-Klinker-Zemente, die Schlacken-Flugaschen-Zemente usw.The cements used in the block can be of different types. For example, pozzolanic cements can be used. Preferably, a cement with a low heat of hydration is used, such as slag-clinker cements, slag-fly ash cements, etc.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Blocks zur Konditionierung kann durch ein Verfahren ausgeführt werden, das die folgenden Schritte umfaßt:The manufacture of a conditioning block according to the invention can be carried out by a process comprising the following steps:
a) das Abfallpulver mit einem duroplastischen Polymer im flüssigen Zustand zu mischen, hierzu einen Härters zu geben und das Polymer teilweise zu härten,a) mixing the waste powder with a thermosetting polymer in the liquid state, adding a hardener to it and partially hardening the polymer,
b) Wasser zu der Mischung von Abfallpulver und teilweise gehärtetem Polymer zu geben und auf eine Temperatur abzukühlen, die von der Umgebungstemperatur (ungefähr 25ºC) bis 40ºC geht,b) adding water to the mixture of waste powder and partially cured polymer and cooling it to a temperature ranging from ambient (approximately 25ºC) to 40ºC,
c) Zement zu dem Produkt von Schritt b) zu geben und die Mischung zu homogenisieren undc) adding cement to the product from step b) and homogenizing the mixture and
d) den Zement erhärten zu lassen.d) allow the cement to harden.
In diesem Verfahren erlaubt die Tatsache, daß das zur Hydratation des Zements nötige Wasser spät (Schritt b) hinzuge setzt wird, den pulverförmigen Abfall gut in dem duroplastischen Polymer einzuhüllen und zu vermeiden, ihn mit Wasser in Kontakt zu bringen.In this process, the fact that the water necessary for hydration of the cement is added late (step b) allows to envelop the powdered waste well in the thermosetting polymer and to avoid bringing it into contact with water.
In der Tat ist die Anwesenheit von Wasser für eine gute Einhüllung des Pulvers in dem Polymer nicht günstig, denn das Wasser bildet eine dünne Schicht auf dem gesamten Abfall, was für das Erreichen der Haftung des Polymers auf dem Pulver schädlich ist. Darüber hinaus kann der Abfall eine hydrophile Affinität aufweisen, die für eine gute Hydratation des Zements schädlich ist.In fact, the presence of water is not favourable for a good envelopment of the powder in the polymer, because the water forms a thin layer on the entire waste, which is detrimental to achieving the adhesion of the polymer to the powder. In addition, the waste can have a hydrophilic affinity, which is detrimental to a good hydration of the cement.
Außerdem kann man, wenn man das Wasser spät hinzugibt, eine Wassermenge verwenden, welche die für die Hydratation des Zements nötige Menge nicht überschreitet, da man eine Befeuchtung des Abfallpulvers vermeidet.In addition, if the water is added late, a quantity of water can be used that does not exceed the amount necessary for the hydration of the cement, thus avoiding wetting of the waste powder.
Man kann daher eine bessere Auslaugungsbeständigkeit des Blocks erreichen, wobei man darüber hinaus die Gefahr minimiert, Pulver durch Waschen mit Wasser zu verlieren.It is therefore possible to achieve a better leaching resistance of the block, while also minimising the risk of losing powder by washing with water.
In Schritt a) des Verfahrens der Erfindung führt man eine partielle Härtung des Polymers durch. Das geschieht vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur, aber unter 100ºC. Diese Temperatur wird in Abhängigkeit von dem verwendeten Polymer, von der Reaktionskinetik des Polymers, von den rheologischen Eigenschaften des Gesamtsystems und von den Oberflächenspannungen gewählt.In step a) of the process of the invention, a partial curing of the polymer is carried out. This is preferably done at a temperature above ambient temperature, but below 100ºC. This temperature is chosen depending on the polymer used, the reaction kinetics of the polymer, the rheological properties of the overall system and the surface tensions.
Wenn man bei einer Temperatur arbeitet, die einem mittleren Wert des Glasübergangs des verwendeten Polymers entspricht, kann man eine gute Einhüllung des Pulvers in dem Polymer erreichen. Um die Bedingungen für die Einhüllung des Pulvers in dem Polymer zu optimieren, kann man zusätzlich mit dem Druck, der Art des Rührgins und der Dauer des Knetgins spielen. Man kann so eine zufriedenstellende Einhüllung erreichen, wobei man eine Polymermenge verwendet, die im Verhältnis zu der Menge der einzuhüllenden Abfälle verhältnismäßig niedrig ist. Für diesen ersten Schritt kann man in der Tat ein Gewichtsverhältnis Polymer/Abfallpulver von 0,35 bis 0,75 verwenden.By working at a temperature corresponding to an average glass transition value of the polymer used, it is possible to obtain good encapsulation of the powder in the polymer. In addition, to optimise the conditions for encapsulating the powder in the polymer, it is possible to play with the pressure, the type of agitation and the duration of the kneading. It is thus possible to obtain satisfactory encapsulation using a relatively low amount of polymer in relation to the amount of waste to be encapsulated. For this first step, a polymer/waste powder weight ratio of 0.35 to 0.75 can be used.
In Schritt b) erlaubt der Zusatz von Wasser zu der Mischung, das Medium abzukühlen, bevor man den Zement hinzugibt, um den fertigen Block zu bilden.In step b), the addition of water to the mixture allows the medium to cool before adding the cement, to form the finished block.
Wenn nötig, kühlt man zusätzlich die Mischung von Wasser und von mit Polymer umhülltem Pulver ab, um eine Temperatur von 40ºC nicht zu überschreiten.If necessary, the mixture of water and polymer-coated powder is additionally cooled so as not to exceed a temperature of 40ºC.
Die zugesetzte Wassermenge wird in geeigneter Weise gewählt, um die Hydratation des Zements zu kontrollieren und das Verhältnis Wasser/Zement zu begrenzen, wobei man dadurch die Qualität des so erhaltenen Betons begünstigt. Wenn dieses Verhältnis zunimmt, so fördert es in der Tat die Hydratation des Zements, die besser wird, es schadet aber der Qualität der Struktur des so erhaltenen Betons, indem es Poren von größerer Abmessung erzeugt.The amount of water added is chosen appropriately to control the hydration of the cement and to limit the water/cement ratio, thereby favouring the quality of the concrete obtained. If this ratio increases, it actually promotes the hydration of the cement, which improves, but it harms the quality of the structure of the concrete obtained by creating pores of larger size.
Vorzugsweise sind die zugesetzten Mengen von Wasser und Zement derart, daß das Verhältnis Wasser/Zement 0,4 bis 0,6% beträgt. Vorzugsweise gebraucht man ein Verhältnis von ungefähr 0,5, was einer maximalen Hydratationsenergie des Zements entspricht.Preferably, the amounts of water and cement added are such that the water/cement ratio is 0.4 to 0.6%. Preferably, a ratio of about 0.5 is used, which corresponds to a maximum hydration energy of the cement.
Im Endschritt, nach Zugabe des Zements, führt die Hydratation des Zements zu einer Erhöhung der Temperatur der Mischung, was zu einer Wärme-Nachbehandlung des duroplastischen Polymers führt und dessen physikalisch-chemische Eigenschaften verbessert, indem es seinen Vernetzungsgrad erhöht.In the final step, after the addition of the cement, the hydration of the cement leads to an increase in the temperature of the mixture, which results in a thermal post-treatment of the thermosetting polymer and improves its physico-chemical properties by increasing its degree of cross-linking.
In dem Verfahren der Erfindung spielen die in den verschiedenen Schritten angewandten Temperaturen somit eine sehr wichtige Rolle.In the process of the invention, the temperatures used in the various steps therefore play a very important role.
In der Tat führt in Schritt a) die Erhöhung der Temperatur, bedingt durch die partielle Härtung des Polymers, zu einer Erhöhung der Benetzungswirkung des Polymers für die pulverförmigen Abfälle, während die Abwesenheit von Wasser die Haftung des Polymers auf den pulverförmigen Abfällen verbessert. Um die Körner von Abfallpulver in Form von kleinen Kugeln zu umhüllen, wird plastisches Verhalten des Polymers vor einem viskosen Verhalten bevorzugt. Die Phase der Mischung optimiert zu einem ersten Zeitpunkt die Benetzung des Abfallpulvers durch das Polymer und den Härter in Abwesenheit von Wasser und erlaubt, die Freisetzung von Vernetzungsenergie zu kontrollieren, um ein polymerisiertes dreidimensionales Netzwerk zu erhalten, das eine Umhüllung auf den Körnern von Ab fallpulver bildet.Indeed, in step a), the increase in temperature, due to the partial hardening of the polymer, leads to an increase in the wetting effect of the polymer on the powdered waste, while the absence of water improves the adhesion of the polymer to the powdered waste. In order to envelop the grains of waste powder in the form of small spheres, plastic behavior of the polymer is preferred over viscous behavior. The mixing phase optimizes, at a first stage, the wetting of the waste powder by the polymer and the hardener in the absence of water and allows to control the release of cross-linking energy in order to obtain a polymerized three-dimensional network that forms an envelopment on the grains of waste powder. falling powder forms.
Die Schritte a), b) und c) können in einem Mischungsreaktor ablaufen, so daß die durch die Polymerisation freigesetzte Energiemenge sich nicht in dem fertigen Faß zur Lagerung entwickelt. Darüber hinaus ist, wenn man den Schritt a) bei einer Temperatur über der Umgebungstemperatur ausführt, die resultierende Polymerisationsenthalpie im Abfallstück niedriger.Steps a), b) and c) can be carried out in a mixing reactor so that the amount of energy released by the polymerization does not develop in the finished drum for storage. In addition, if step a) is carried out at a temperature above the ambient temperature, the resulting polymerization enthalpy in the waste piece is lower.
Folglich erniedrigt die in dem Mischungsreaktor freigesetzte Energie entsprechend die maximale Temperatur, die in den letzten Schritten im Kern des Blocks erreicht werden wird.Consequently, the energy released in the mixing reactor correspondingly lowers the maximum temperature that will be reached in the core of the block in the final steps.
Nachdem man die Schritte a), b) und c) in einem Mischungsreaktor ausgeführt hat und eine homogene Mischung zwischen dem Zement, dem Wasser und dem in dem duroplastischen Polymer eingehüllten Pulver erhalten hat, kann man das Ganze in ein Faß zur Lagerung gießen, um durch Erhärten des Zements den fertigen Block zu bilden.After having carried out steps a), b) and c) in a mixing reactor and having obtained a homogeneous mixture between the cement, the water and the powder encased in the thermosetting polymer, the whole can be poured into a storage drum to form the finished block by hardening the cement.
Wenn man in dieser Weise vorgeht, kontrolliert man die Polymerisation besser, die praktisch ganz in dem Mischungsreaktor vor der abschließenden Erhärtung des Zements in dem Faß zur Lagerung abläuft. Man kann so ein Sieden des Hydratationswassers des Zements während der abschließenden Phase des Festwerdens vermeiden.By proceeding in this way, the polymerization, which takes place almost entirely in the mixing reactor before the cement is finally hardened in the storage drum, is better controlled. This avoids boiling of the cement's hydration water during the final solidification phase.
Die in Übereinstimmung mit der Erfindung erhaltenen Blöcke zur Konditionierung weisen somit zahlreiche Vorteile auf.The conditioning blocks obtained in accordance with the invention thus have numerous advantages.
Sie enthalten mehr Abfall, was insbesondere auf dem Gebrauch einer Temperatur, die höher ist als die Umgebungstemperatur in Schritt a), und auf einer späten Zugabe des Hydratationswassers des Zements beruht.They contain more waste, which is mainly due to the use of a temperature higher than the ambient temperature in step a) and to a late addition of the hydration water of the cement.
Sie zeigen eine bessere Auslaugungsbeständigkeit aufgrund der Einkapselung der Körner des Abfallpulvers in dem duroplastischen Polymer und der Möglichkeit, die für die Hydratation des Zements gerade nötige Wassermenge zu verwenden, was vermeidet, Wasser in dem Block einzuschließen, das nicht an den Zement gebunden ist und möglicherweise später bei der Lagerung des Blocks abgegeben wird.They show better leaching resistance due to the encapsulation of the waste powder grains in the thermosetting polymer and the possibility of using just the amount of water needed to hydrate the cement, which avoids trapping water in the block that is not bound to the cement and may be released later during storage of the block.
Der Vernetzungsgrad des Polymers ist erhöht, was dieses dichter macht. Das beruht insbesondere auf dem Umstand, daß die Erhärtung des Zements nach der Härtung des Polymers ausgeführt wird.The degree of cross-linking of the polymer is increased, which makes it denser. This is mainly due to the fact that the hardening of the cement is carried out after the hardening of the polymer.
Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden besser bei der Lektüre der folgenden Beispiele hervortreten, die selbstverständlich zur Erläuterung, nicht zur Begrenzung gegeben werden.Other characteristics and advantages of the invention will become more apparent from reading the following examples, which are of course given by way of illustration and not by way of limitation.
In den folgenden Beispielen verwendet man als duroplastisches Polymer ein Epoxidharz und einen Härter, bestehend aus einem Diaurin (Diamino-diphenylmethan). Der verwendete Zement ist ein Zement D'ORIGNY CLC 45 vom marinen Typ.In the following examples, an epoxy resin and a hardener consisting of a diurin (diaminodiphenylmethane) are used as the thermosetting polymer. The cement used is a D'ORIGNY CLC 45 marine type cement.
In diesem Beispiel konditioniert man Verbrennungsaschen, die die folgende Zusammensetzung haben:In this example, combustion ashes are conditioned, which have the following composition:
CaO: 28 Gew.-%CaO: 28 wt.%
SiO&sub2;: 30 "SiO2: 30"
CuO: 7,8 "CuO2: 7.8"
Al&sub2;O&sub3;: 9,4Al₂O₃: 9.4
TiO: 3,1"TiO2: 3.1"
MgO: 2,8MgO: 2.8
Fe&sub2;O&sub3;: 0,7"Fe₂O₃: 0.7"
CO&sub2;: 17,4"CO2: 17.4"
Cl: 2,3"Cl: 2.3"
SO&sub3; : 1,3"SO3 : 1.3"
Für zumindest 30 Minuten mischt und knetet man 49 Gewichtsteile Aschen, die die oben angegebene Zusammensetzung haben, mit 16 Gewichtsteilen Epoxidharz, dann fügt man 9 Gewichtsteile Härter hinzu. Man mischt das Ganze für 40 Minuten bei 60ºC. Dann fügt man 9 Gewichtsteile Wasser hinzu und kühlt die Mischung unter beständigem Rühren auf die Umgebungstemperatur von 25ºC ab. Zu diesem Zeitpunkt fügt man dieser Mischung 17 Gewichtsteile Zement hinzu, dann homogenisiert man das Ganze und gießt es in ein Faß zur Lagerung.Mix and knead 49 parts by weight of ash, having the composition indicated above, with 16 parts by weight of epoxy resin for at least 30 minutes, then add 9 parts by weight of hardener. Mix everything for 40 minutes at 60ºC. Then add 9 parts by weight of water and cool the mixture to the ambient temperature of 25ºC, stirring constantly. At this point, add 17 parts by weight of cement to this mixture, then homogenize the whole thing and pour it into a barrel for storage.
Zum Zeitpunkt des Gießens beträgt der Umsatz der Polymerisation größenordnungsmäßig 92%. Die Hydratation des Zements führt zur Erhöhung der Temperatur der Mischung in dem Faß, was eine Wärmebehandlung des Polymers bewirkt und den Vernetzungsgrad um größenordungsmäßig 2,5% erhöht.At the time of pouring, the polymerization conversion is of the order of 92%. The hydration of the cement leads to an increase in the temperature of the mixture in the barrel, which causes a heat treatment of the polymer and increases the degree of cross-linking by the order of 2.5%.
Die Kompressionsbeständigkeit der erhaltenen Blöcke be trägt 50 bis 60 MPa.The compression strength of the resulting blocks is 50 to 60 MPa.
In diesem Beispiel umhüllt man Verbrennungsaschen, die die gleiche Zusammensetzung wie die von Beispiel 1 haben, wobei man das gleiche Epoxidharz und den gleichen Zement verwendet.In this example, combustion ashes are coated that have the same composition as that of Example 1, using the same epoxy resin and cement.
Man gibt 18 Gewichtsteile Epoxidharz in 45 Gewichtsteile Aschen, mischt und knetet das Ganze für mindestens 30 Minuten und fügt dann 9 Gewichtsteile Härter hinzu. Man mischt alles für 45 Minuten bei 50ºC. Anschließend gibt man 8 Gewichtsteile Wasser hinzu und kühlt die Mischung auf die Umgebungstemperatur von 25ºC ab. Zu diesem Zeitpunkt gibt man 20 Gewichtsteile Zement in die Mischung, homogenisiert dann und gießt die Mischung in ein Faß zur Lagerung. Zum Zeitpunkt des Gießens beträgt der Umsatz der Polymerisation größenordnungsmäßig 80%.Add 18 parts by weight of epoxy resin to 45 parts by weight of ash, mix and knead for at least 30 minutes, then add 9 parts by weight of hardener. Mix everything for 45 minutes at 50ºC. Then add 8 parts by weight of water and cool the mixture to the ambient temperature of 25ºC. At this point, add 20 parts by weight of cement to the mixture, then homogenize and pour the mixture into a drum for storage. At the time of pouring, the polymerization conversion is of the order of 80%.
Die auf der Hydratation des Zements beruhende Temperaturerhöhung bewirkt eine Wärmebehandlung des Polymers und erhöht den Vernetzungsgrad um größenordungsmäßig 8%.The increase in temperature due to the hydration of the cement causes a heat treatment of the polymer and increases the degree of cross-linking by about 8%.
Die Kompressionsbeständigkeit der erhaltenen Blöcke beträgt 45 bis 55 MPa.The compression strength of the resulting blocks is 45 to 55 MPa.
In diesem Beispiel umhüllt man Verbrennungsaschen, die die folgende Zusammensetzung haben:In this example, we are covering combustion ashes that have the following composition:
CaO: 41,1 Gew.-%CaO: 41.1 wt.%
SiO&sub2;: 4,3"SiO2: 4.3"
CuO: 0,1"CuO2: 0.1"
Al&sub2;O&sub3; : 28,3"Al₂O₃ : 28.3"
TiO: 6,7"TiO2: 6.7"
MgO: 4,0MgO: 4.0
Fe&sub2;O&sub3;: 1,4"Fe₂O₃: 1.4"
CO&sub2;: 10,6"CO2: 10.6"
Cl: 2,3"Cl: 2.3"
SO&sub3;: 1,2"SO3: 1.2"
Man gibt in einen Reaktor 20 Gewichtsteile Epoxidharz und 55 Gewichtsteile Aschen, mischt und knetet für mindestens 30 Minuten und fügt dann 7 Gewichtsteile Härter hinzu. Man mischt das Ganze für eine dreiviertel Stunde bei 70ºC. Dann fügt man 6 Gewichtsteile Wasser hinzu und kühlt die Mischung unter Rühren auf die Umgebungstemperatur von 26ºC ab. Zu diesem Zeitpunkt gibt man 12 Gewichtsteile Zement hinzu, homogenisiert dann und gießt in ein Faß zur Lagerung.Put 20 parts by weight of epoxy resin and 55 parts by weight of ash into a reactor, mix and knead for at least 30 minutes and then add 7 parts by weight of hardener. Mix everything for three quarters of an hour at 70ºC. Then add 6 parts by weight of water and cool the mixture while stirring to the ambient temperature of 26ºC. At this point, 12 parts by weight of cement are added, then homogenized and poured into a barrel for storage.
Zum Zeitpunkt des Gießens beträgt der Umsatz der Polymerisation größenordnungsmäßig 91%. Die auf der Hydratation des Zements beruhende Temperaturerhöhung bewirkt eine Wärmebehandlung des Polymers und erhöht den Vernetzungsgrad um größenordungsmäßig 3%.At the time of pouring, the polymerization conversion is of the order of 91%. The increase in temperature due to the hydration of the cement causes a heat treatment of the polymer and increases the degree of cross-linking by the order of 3%.
Die Kompressionsbeständigkeit des erhaltenen Blocks beträgt 50 bis 65 MPa.The compression strength of the resulting block is 50 to 65 MPa.
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