JP2007033348A - Shield made of concrete and its developing method - Google Patents

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Norimoto Sagawa
準基 佐川
Hitoshi Takahashi
仁 高橋
Yutaka Yamanoi
豊 山野井
Hiroaki Shiino
宏明 椎野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shield made of concrete of complicated geometry which can prevent aluminium-alkali reaction and be used containing in a vacuum vessel. <P>SOLUTION: The inner surface of aluminium vessel 1 and aluminium lid 4 is provided with heat resistant layers 2 and 5 formed by spreading heat resistant paint. The aluminium vessel 1 is filled with concrete 3, so that the concrete 3 is dried at a constant temperature until it reaches a constant mass after drying in the air for a period. The aluminium vessel 1 and the aluminium lid 4 are air-tightly welded to seal at the opening for filling concrete 3 to constitute a shield body. A stainless steel hanging metal 9 penetrating the aluminium lid 4 and held in the concrete 3 is provided as need arises, and both inner surfaces of the aluminium vessel 1 facing each other are connected with reinforcing ribs 8. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、加速器施設や中性子発生施設や原子力関連施設等において、放射線を発生する装置の周辺に設置する遮蔽体に係り、特にアルミニウム容器の内部にコンクリートを充填して製作するコンクリート製遮蔽体及びその製作方法に関する。   The present invention relates to a shield installed around an apparatus that generates radiation in an accelerator facility, a neutron generation facility, a nuclear facility, and the like, and in particular, a concrete shield that is manufactured by filling concrete inside an aluminum container, and It relates to the production method.

一般に、高エネルギー加速器施設や中性子発生施設更には原子力関連施設等においては、高エネルギーとなる加速粒子の衝突点及びターゲット周りに、これらの施設から発生する放射線より人体を保護、或いは放射線による測定機器への干渉を防止するため、コンクリート製又は鉄鋼製等の遮蔽体を設けて使用している。   Generally, in high energy accelerator facilities, neutron generation facilities, and nuclear facilities, high-energy accelerated particle collision points and targets are protected around the human body from radiation generated from these facilities, or measurement equipment using radiation. In order to prevent interference with the steel, a shield made of concrete or steel is used.

この種の放射線の遮蔽体としては、従来から放射化し難い遮蔽体が幾つか提案されている。例えば、放射化し難いアルミニウム製の打ち込み堰板を使用すると共に、粗骨材として鋼球や鋼片等に代えて鉛の短小断片を用い、この粗骨材を放射化し難いアルミニウム製の打ち込み堰板で画定された空間内に敷き込み、この部分にモルタルを注入して硬化させて構築する構造である、コンクリート構造体に一体化されたアルミニウム製の打ち込み堰板を有する遮蔽体が提案されている(特許文献1参照)。   As this type of radiation shielding body, several shielding bodies that have been difficult to activate have been proposed. For example, an aluminum driven weir plate that is difficult to activate is used, and a short piece of lead is used instead of a steel ball or steel piece as the coarse aggregate, and this coarse aggregate is less likely to be activated. A shielding body having an aluminum driving dam plate integrated with a concrete structure, which is constructed by laying in a space defined by, and injecting and hardening mortar into this portion, has been proposed. (See Patent Document 1).

また、一方の面の外側に型枠を兼用する例えばアルミニウム合金のような低放射化合金材と内側に例えばボロンのような中性子吸収及び遮蔽材となる成型パネルを配置した2層構造体を用い、他方の面に遮蔽材と型枠を兼ねる鉄板を用い、これら成型パネルと鉄板との空間に、鉄筋を配設してコンクリートを打設する放射線遮蔽構造体が提案されている(特許文献2参照)。   In addition, a two-layer structure in which a low-activation alloy material such as an aluminum alloy that also serves as a formwork is disposed on one side and a molded panel that serves as a neutron absorption and shielding material such as boron is disposed on the inside. Further, a radiation shielding structure has been proposed in which an iron plate serving as a shielding material and a mold is used on the other surface, and a reinforcing bar is disposed in the space between the molded panel and the iron plate to place concrete. reference).

ところで、非特許文献1には、利用する粒子ビームの強度が大きいため、その粒子ビームの衝突点から開放される放射線や熱も大きく、ターゲット周りに配置するビーム輸送用真空ダクトは冷却が難しく、電磁石等の機器は真空容器の中に格納することが記載されている。しかも、真空容器の中には、前記電磁石などの機器等の他に、粒子ビームの衝突点及びターゲット周りから発生する放射線を遮蔽する遮蔽ブロックを収納し、この遮蔽ブロックは下側が鉄製で上側がコンクリート製を使用している。そして、コンクリート製の遮蔽ブロックは、放出ガスを減らすために、低放射化材であるアルミニウム容器の中にコンクリートを詰めたものであり、しかもコンクリートは、アルカリ性であるから、アルミニウムと反応して水素が発生するのを防ぐため、アルミニウム容器の内面に適当な処理を施さなければならないことが記載されている。   By the way, in Non-Patent Document 1, since the intensity of the particle beam to be used is large, the radiation and heat released from the collision point of the particle beam are large, and the vacuum duct for beam transportation arranged around the target is difficult to cool, It is described that devices such as electromagnets are stored in a vacuum container. Moreover, in the vacuum vessel, in addition to the electromagnet and other devices, a shielding block for shielding the radiation generated from the collision point of the particle beam and the target is housed, and this shielding block is made of iron on the lower side and on the upper side. Made of concrete. The concrete shielding block is made by filling concrete in an aluminum container, which is a low activation material, in order to reduce the emitted gas. Moreover, since concrete is alkaline, it reacts with aluminum to generate hydrogen. It is described that an appropriate treatment must be applied to the inner surface of the aluminum container in order to prevent the occurrence of this.

コンクリートの主成分である水酸化カルシウムは、強アルカリ性であるためアルミニウムと触れると、良く知られているように下記の反応式で示すアルミニウム−アルカリ反応によって水素ガスを発生し、アルミニウムが腐食されるという問題がある。   Since calcium hydroxide, which is the main component of concrete, is strongly alkaline, when it comes into contact with aluminum, as is well known, hydrogen gas is generated by the aluminum-alkali reaction represented by the following reaction formula, and aluminum is corroded. There is a problem.

2Al+Ca(OH)+2HO → CaAl+3H
アルミニウムが、アルカリ腐食によって水素ガスを発生する性質は、膨張材としてアルミニウム粉末等を入れて、無収縮モルタルとして利用されている。
2Al + Ca (OH) 2 + 2H 2 O → CaAl 2 O 3 + 3H 2
The property that aluminum generates hydrogen gas by alkali corrosion is used as a non-shrink mortar by putting aluminum powder or the like as an expansion material.

通常、原子力発電所から発生する種々の固体廃棄物をドラム缶に注入する固化処理の際には、固体廃棄物中の金属アルミニウムが固化材のアルカリで腐食するため、腐食時に発生する水素ガスで固化材中にボイドが生成し、固化材の強度に悪影響を与えるのを改善対策が行われている。例えば、金属アルミニウムの表面に、特にアルミン酸リチウム又はアルミン酸リチウムと水酸化アルミニウムの複塩である保護被膜を生成時等に適切な温度管理を行い、これによって金属アルミニウムのアルカリ腐食を抑制し、水素ガスの発生を抑制できることを提案している(特許文献3参照)。   Normally, during the solidification process in which various solid waste generated from nuclear power plants is poured into drums, the metal aluminum in the solid waste corrodes with the alkali of the solidification material, so it is solidified with hydrogen gas generated during the corrosion. Improvement measures are taken to prevent voids from forming in the material and adversely affecting the strength of the solidified material. For example, on the surface of the metal aluminum, particularly suitable for temperature control when generating a protective coating that is lithium aluminate or a double salt of lithium aluminate and aluminum hydroxide, thereby suppressing alkali corrosion of the metal aluminum, It has been proposed that generation of hydrogen gas can be suppressed (see Patent Document 3).

また、自動車の車体の外板に軽量アルミニウム材を使用する際には、成形加工性や化学処理性等に優れたアルミニウム材とするため、アルミニウム材の表面にアニオン性水系ウレタン樹脂、潤滑剤粉末、シリカ粒子、シランカップリング剤、及び水を主成分とする水系塗料組成物を塗装することで、優れた耐アルカリの耐久性を有するようにすることも提案されている(特許文献4参照)。
更には、鋼とコンクリートの複合構造であるが、使用する鋼材の表面に、亜鉛、アルミニウム、マンガン及びこれらの金属を主成分とする合金に、Mg、Inのうちいずれか一種以上を、重量%で0.05%以上、10%以下含有せしめた薄い合金被覆層を形成すると、鋼材がアルカリ腐食環境等であっても優れた耐食性を有するようにすることも提案されている(特許文献5参照)。
In addition, when using a lightweight aluminum material for the outer plate of an automobile body, an anionic water-based urethane resin or lubricant powder is formed on the surface of the aluminum material in order to make the aluminum material excellent in moldability and chemical processing properties. It has also been proposed to have excellent alkali resistance by applying an aqueous coating composition containing silica particles, a silane coupling agent, and water as main components (see Patent Document 4). .
Furthermore, although it is a composite structure of steel and concrete, zinc, aluminum, manganese and an alloy mainly composed of these metals are used on the surface of the steel material to be used, and at least one of Mg and In is weight%. It is also proposed that the steel material has excellent corrosion resistance even in an alkaline corrosion environment or the like when a thin alloy coating layer containing 0.05% or more and 10% or less is formed (see Patent Document 5). ).

特開2000−88995号公報JP 2000-88995 A 特公平6−77067号公報Japanese Patent Publication No. 6-77067 特開平8−179097号公報JP-A-8-179097 特開平7−331171号公報JP 7-331171 A 特開平11−158657号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-158657 KEK Internal 2004−3 July 2004 A/H/M/R/D 「J−PARC大強度陽子加速器施設 原子核素粒子実験施設建設グループ ハドロンビームラインサブグループ 第2次中間報告書」 第103頁から第111頁KEK Internal 2004-3 July 2004 A / H / M / R / D "J-PARC High-Intensity Proton Accelerator Facility Nuclear Elementary Particle Experiment Facility Construction Group Hadron Beamline Subgroup Second Interim Report" Pages 103-111 page

しかし、特許文献1及び2の如き従来の放射線の遮蔽体は、大気中で使用することを意図した構造体であって、真空環境に配置しては使用できない問題がある。また、アルムニウム容器にコンクリートを充填する際に、アルミニウム−アルカリ反応を防止するため、特許文献3から5に示す表面処理や防水性を確保する処理を施せばよいが、放射線環境下で使用すると、特許文献3及び4や一般に市販されている防水性塗料で形成した保護被膜は変質し、防水性などの機能が失われる可能性がある。そのため、充填したコンクリートを、JASS 5N T−602「コンクリートの乾燥単位容積質量促進試験方法」に準じ、一定の温度で恒量となるまで乾燥を進めた、絶乾と呼ばれる状態まで乾燥状態を進める必要がある。   However, the conventional radiation shielding bodies such as Patent Documents 1 and 2 are structures intended to be used in the atmosphere, and have a problem that they cannot be used when placed in a vacuum environment. In addition, when filling the aluminum container with concrete, in order to prevent an aluminum-alkali reaction, the surface treatment and the treatment to ensure waterproofness shown in Patent Documents 3 to 5 may be performed, but when used in a radiation environment, Patent Documents 3 and 4 and a protective coating formed with a waterproof paint that is generally available on the market may change in quality and the functions such as waterproofness may be lost. Therefore, it is necessary to advance the dried state to a state called absolutely dry, in which the filled concrete is dried to a constant weight at a constant temperature according to JASS 5N T-602 “Drying unit volume mass acceleration test method of concrete” There is.

さらに、コンクリートを充填したアルミニウム容器を、真空雰囲気中で使用するには、アルミニウム容器の開口部に、蓋を溶接して密封する必要がある。このため、アルミニウム容器の内面に施した防水処理は、溶接時の熱衝撃に耐えなければならないが、特許文献3及び4や一般に市販されている防水性塗料は、溶接時の熱衝撃に耐え、ピンホールなしに作ることが難しいという問題がある。なお、特許文献5記載の皮膜は、アルミニウム材に対する被膜としての効果が不明確である。   Furthermore, in order to use an aluminum container filled with concrete in a vacuum atmosphere, it is necessary to weld and seal a lid to the opening of the aluminum container. For this reason, the waterproof treatment applied to the inner surface of the aluminum container must withstand the thermal shock during welding, but the waterproof paints that are commercially available in Patent Documents 3 and 4 and generally withstand the thermal shock during welding, There is a problem that it is difficult to make without a pinhole. Note that the film described in Patent Document 5 is unclear in its effect as a film on an aluminum material.

本発明の目的は、アルミニウム容器を使用した場合でもアルミニウムのアルカリ腐食を抑え、しかも真空環境中に配置ができ、複雑な形状を持つコンクリート製遮蔽体及びその製作方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a concrete shielding body having a complicated shape and a manufacturing method thereof, which can suppress alkaline corrosion of aluminum even when an aluminum container is used and can be disposed in a vacuum environment.

本発明は、アルミニウム容器内にコンクリートを充填してコンクリート製遮蔽体を構成するものであって、アルミニウム容器の内面に耐熱性に優れた無機系塗料を塗布して形成する耐熱被覆層を設け、このアルミニウム容器には、同様に内面に耐熱被覆層を設けたアルミニウム蓋を溶接して密封して構成するようにしたものである。   The present invention constitutes a concrete shield by filling concrete in an aluminum container, and is provided with a heat-resistant coating layer formed by applying an inorganic paint excellent in heat resistance on the inner surface of the aluminum container, Similarly, the aluminum container is constructed by welding and sealing an aluminum lid having a heat-resistant coating layer on the inner surface.

このコンクリート製遮蔽体の製作は、アルミニウム容器の内面に耐熱性に優れた無機系塗料にて耐熱被覆層を形成して十分に乾燥させ、アルミニウム容器内に一定量のコンクリートを充填して予め定めた一定期間の気乾養生を行い、その後にアルミニウム容器内のコンクリートを恒量となるまで乾燥してから、このアルミニウム容器に、内面側に耐熱塗料を塗布して耐熱被覆層を形成したアルミニウム蓋を真空気密に溶接して接合して製作するものである。コンクリートを恒量となるまで乾燥には、加熱炉の使用や真空乾燥を用いるものである。   The concrete shield is manufactured by forming a heat-resistant coating layer with an inorganic paint with excellent heat resistance on the inner surface of the aluminum container, drying it thoroughly, and filling the aluminum container with a certain amount of concrete in advance. After air drying for a certain period of time, the concrete in the aluminum container is dried to a constant weight, and then the aluminum lid is coated with a heat-resistant paint on the inner surface to form a heat-resistant coating layer. It is manufactured by welding in a vacuum-tight manner. For drying the concrete to a constant weight, a heating furnace or vacuum drying is used.

本発明のようにコンクリート製遮蔽体を構成すれば、アルミニウム容器内部にコンクリートを充填する場合であっても、アルミニウムのアルカリ腐食を抑え、しかも真空環境中に配置ができ、複雑な形状を持つコンクリート製遮蔽体を提供することができる。
また、本発明の製作方法によれば、真空容器の中に格納して使用できるコンクリート製遮蔽体を容易に製作することができる。
If a concrete shield is configured as in the present invention, even when an aluminum container is filled with concrete, the alkaline corrosion of aluminum is suppressed, and the concrete can be placed in a vacuum environment and has a complicated shape. A shield body can be provided.
Moreover, according to the production method of the present invention, a concrete shield that can be stored and used in a vacuum container can be easily produced.

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体的な実施例によって説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to specific examples.

本発明の一実施例であるコンクリート製遮蔽体を、図1(a)及び(b)に示している。アルミニウム容器1は、内部にコンクリート3を充填し、コンクリート3は一定期間の気乾後に一定の温度で恒量となるまで乾燥させる。このアルミニウム容器1は、コンクリート3の充填用の開口部にアルミニウム蓋4を溶接して密封し、遮蔽体を構成する。アルミニウム容器1及びアルミニウム蓋4の内面部分には、それぞれ後述するような耐熱性に優れた無機系塗料を塗布して耐熱被覆層2、5を形成し、これら耐熱被覆層2、5によってアルミニウム−アルカリ反応を防止する。   The concrete shielding body which is one Example of this invention is shown to Fig.1 (a) and (b). The aluminum container 1 is filled with concrete 3, and the concrete 3 is dried at a constant temperature until it reaches a constant weight after air drying for a certain period. This aluminum container 1 is sealed by welding an aluminum lid 4 to an opening for filling concrete 3 to constitute a shield. The inner surfaces of the aluminum container 1 and the aluminum lid 4 are coated with an inorganic paint having excellent heat resistance, which will be described later, to form heat-resistant coating layers 2 and 5, respectively. Prevent alkaline reactions.

アルミニウム蓋4には、これを貫通して充填したコンクリート3内で保持されるステンレス製の吊り金具9を設けており、この吊り金具9もアルミニウム蓋4と真空気密に密封するために、この例では従来の技術で製作したアルミニウムとステンレスの異材継ぎ手10を用いて接合している。即ち、アルミニウム蓋4とは異材継ぎ手10のアルミニウム側を溶接で接合し、またステンレス製の吊り金具9とは異材継ぎ手10のステンレス側を溶接で接合することにより、真空気密にすることができる。吊り金具9には、例えばアイボルト11などの吊具を取り付け、遮蔽体の吊り上げ時に利用する。   The aluminum lid 4 is provided with a stainless steel hanging bracket 9 which is held in the concrete 3 filled therethrough, and this hanging bracket 9 is also sealed with the aluminum lid 4 in a vacuum-tight manner. Then, it joins using the dissimilar material joint 10 of aluminum and stainless steel manufactured by the prior art. That is, the aluminum side of the dissimilar material joint 10 is joined by welding to the aluminum lid 4, and the stainless steel side of the dissimilar material joint 10 is joined to the stainless steel hanging bracket 9 by welding, so that vacuum-tightness can be achieved. For example, a hanging tool such as an eyebolt 11 is attached to the hanging bracket 9 and used when lifting the shield.

コンクリート3で保持される吊り金具9を有しているので、吊って移動する際にもアルミニウム容器1やアルミニウム蓋4に負担を与えることなく吊ることが可能になる。このため、アルミニウムの板厚を薄くして遮蔽体中のコンクリートの比率を高められる利点もある。アルミニウム容器1は、対向する内面同士を補強リブ8で接続して、強度を高めるようにすることもできる。   Since the hanging metal fitting 9 held by the concrete 3 is provided, the aluminum container 1 and the aluminum lid 4 can be hung without giving a load even when hung and moved. For this reason, there also exists an advantage which can reduce the board thickness of aluminum and can raise the ratio of the concrete in a shield. The aluminum container 1 can also be made to connect the inner surfaces which oppose with the reinforcement rib 8, and to raise an intensity | strength.

本発明者らが行った耐熱被覆層の形成実験の例を、次に説明する。基材としてアルミニウム板(A5052)100mm×150mm×3mm厚を選択した。耐熱性に優れた無機系塗料には、第1層となる下地材としてシリカを主成分とする水系金属塩系塗料を、第2層となる上塗り材としてシリカを主成分とする金属アルコキシド系塗料を使用し、これらを順に塗布して耐熱被覆層2を形成し、十分乾燥させた。基材のアルミニウム板に塗布した塗料は、マッフル炉を用いて室温から500℃まで10分間で昇温させ、500℃で10分間保持し、マッフル炉内で200℃まで自然冷却後、マッフル炉より取り出して放冷するという熱衝撃を与え、加熱の前後にJIS G 5528−1984「ダグタイル鋳鉄管内エポキシ樹脂粉体塗装」に準拠してピンホール試験を実施した。   Next, an example of a heat-resistant coating layer forming experiment conducted by the present inventors will be described. An aluminum plate (A5052) 100 mm × 150 mm × 3 mm thickness was selected as the substrate. For inorganic paints with excellent heat resistance, water-based metal salt paints mainly composed of silica as the base material to be the first layer, and metal alkoxide paints mainly composed of silica as the top coat material to be the second layer These were applied in order to form the heat-resistant coating layer 2 and sufficiently dried. The paint applied to the aluminum plate of the substrate is heated from room temperature to 500 ° C. for 10 minutes using a muffle furnace, held at 500 ° C. for 10 minutes, naturally cooled to 200 ° C. in the muffle furnace, and then from the muffle furnace. The thermal shock of taking out and allowing to cool was given, and the pinhole test was implemented before and after the heating according to JIS G 5528-1984 “Epoxy resin powder coating in ductile cast iron pipe”.

上記の下地材としては、水系金属塩系塗料S−1000(株式会社日板研究所製)を180g/m程度で塗り、また上塗り材としては、金属アルコキシド系塗料SZ−50(株式会社日板研究所製)を1層が50g/m程度の2層塗りし、加熱の前後で試験電圧1000Vにて火花の発生するようなピンホールがない被膜を得ることができた。これら耐熱性に優れた無機系塗料は、同様の加熱や熱衝撃に耐えることができるものであれば、上記に限定するものではない。 As the above-mentioned base material, water-based metal salt-based paint S-1000 (manufactured by Nippon Sheet Laboratory Co., Ltd.) is applied at about 180 g / m 2. Two layers of about 50 g / m 2 were applied to each layer, and a coating without a pinhole that could generate a spark at a test voltage of 1000 V before and after heating could be obtained. These inorganic paints excellent in heat resistance are not limited to the above as long as they can withstand similar heating and thermal shock.

本発明のコンクリート製遮蔽体の製作方法での工程の一例を、図2(a)から(d)に示している。まず、図2(a)に示すように加工成形したアルミニウム容器1には、その内面に上記した耐熱性に優れた無機系塗料を塗布して耐熱被覆層2を形成し、十分に乾燥させる。次に、図2(b)の如くアルミニウム容器1内に、一定量のコンクリート3を充填し、その後予め定めた期間、例えば4週間程度の気乾養生を行うようにする。   An example of the process in the manufacturing method of the concrete shielding body of this invention is shown to Fig.2 (a) to (d). First, the aluminum container 1 processed and molded as shown in FIG. 2 (a) is coated with the above-described inorganic paint having excellent heat resistance to form the heat-resistant coating layer 2 and sufficiently dried. Next, as shown in FIG. 2B, the aluminum container 1 is filled with a certain amount of concrete 3, and then air-dried for a predetermined period, for example, about 4 weeks.

充填するコンクリート3の単位容積あたりの質量としては、乾燥単位容積質量で所定の遮蔽性能が得られる配合を選択する。ここで、乾燥単位容積質量は、JASS 5N T−602「コンクリートの乾燥単位容積質量促進試験方法」に準じて、一定の温度で恒量となるまで乾燥させた単位容積あたりのコンクリートの質量である。   As the mass per unit volume of the concrete 3 to be filled, a blend that can provide a predetermined shielding performance with a dry unit volume mass is selected. Here, the dry unit volume mass is the mass of the concrete per unit volume dried to a constant weight at a constant temperature according to JASS 5N T-602 “Dry unit volume mass acceleration test method of concrete”.

気乾養生を行ったアルミニウム容器1は、図2(c)のように加熱炉20内に収納し、予め定めた100℃以上の温度、例えば105℃±5℃の温度でコンクリートが恒量となるまで乾燥を進める。この乾燥を行ってから、加熱炉から取り出し、図2(d)に示すように内面側に耐熱塗料を塗布して耐熱被覆層5を形成したアルミニウム蓋4を、アルミニウム容器1に真空気密に溶接接合することにより、真空中でも使用できるコンクリート製遮蔽体が製作できる。   The aluminum container 1 that has been subjected to air-drying curing is housed in the heating furnace 20 as shown in FIG. 2 (c), and the concrete becomes constant at a temperature of 100 ° C. or higher, for example, 105 ° C. ± 5 ° C. Continue to dry. After this drying, the aluminum lid 4 having the heat-resistant coating layer 5 formed by applying a heat-resistant coating on the inner surface side as shown in FIG. 2 (d) is vacuum-tightly welded to the aluminum container 1. By joining, a concrete shield that can be used even in a vacuum can be produced.

上記した製作方法では、コンクリートの恒量となるまで乾燥を早急に行うため、加熱炉を使用したが、これに代えて他の手段によって行うこともできる。またこの製作方法に示すコンクリート製遮蔽体には、アルミニウム容器の対向する内面同士を接続する補強リブや、アルミニウム蓋を貫通してコンクリート3で保持する吊り金具を設けてないが、これらを設けても同様に製作することができる。   In the manufacturing method described above, a heating furnace is used to quickly dry the concrete until it reaches a constant weight. However, instead of this, other means can be used. In addition, the concrete shield shown in this manufacturing method is not provided with reinforcing ribs that connect the inner surfaces facing each other of the aluminum container, or hanging metal fittings that pass through the aluminum lid and are held by the concrete 3. Can be produced in the same way.

本発明のコンクリート製遮蔽体の製作方法における工程の別例を、図3(a)から(d)に示している。この例でも図3(a)及び(b)の工程では、図2と同様に加工成型したアルミニウム容器1の内面に、耐熱性に優れた無機系塗料で耐熱被覆層2を形成し、コンクリート3を充填して十分な気乾養生を行う。   Another example of the process in the method for producing a concrete shield according to the present invention is shown in FIGS. Also in this example, in the steps of FIGS. 3A and 3B, the heat-resistant coating layer 2 is formed on the inner surface of the aluminum container 1 processed and molded similarly to FIG. Fill it with sufficient air-drying curing.

次に、アルミニウム容器1の開口部を閉鎖するため、内面側に耐熱被覆層5を形成しすると共に、内部を真空排気するためのポート6を取付けたアルミニウム蓋4を、図3(c)の如くアルミニウム容器1と真空気密に溶接して接合する。アルミニウム蓋4と一体化したアルミニウム容器1の外側には、ヒータ21を取り付け、かつ断熱材22で覆うようにしている。真空排気用のポート6には、真空配管23を接続し、水トラップ又はコールドトラップ24を介して真空排気ポンプ25に接続する。この状態で、アルミニウム容器1を外側からヒータ21を用いて暖めながら、アルミニウム容器1の内部を真空排気し、真空乾燥を進める。   Next, in order to close the opening part of the aluminum container 1, the heat-resistant coating layer 5 is formed on the inner surface side, and the aluminum lid 4 to which the port 6 for evacuating the inside is attached is shown in FIG. As described above, the aluminum container 1 is joined by vacuum-tight welding. A heater 21 is attached to the outside of the aluminum container 1 integrated with the aluminum lid 4 and covered with a heat insulating material 22. A vacuum pipe 23 is connected to the vacuum exhaust port 6, and a vacuum exhaust pump 25 is connected via a water trap or a cold trap 24. In this state, while the aluminum container 1 is heated from the outside using the heater 21, the inside of the aluminum container 1 is evacuated and vacuum drying proceeds.

真空排気時の断熱膨張によって、アルミニウム容器1の温度が低下することにより、コンクリート3内部の水が凍ってしまうのを防ぐため、ヒータ21の容量はアルミニウム容器1を100℃以上に加熱できることが望ましいが、50〜60℃程度に加熱できる容量であっても十分である。   In order to prevent the water inside the concrete 3 from freezing due to a decrease in the temperature of the aluminum container 1 due to adiabatic expansion during evacuation, the capacity of the heater 21 is preferably capable of heating the aluminum container 1 to 100 ° C. or higher. However, it is sufficient even if it is the capacity | capacitance which can be heated to about 50-60 degreeC.

コンクリート3内の水は、水トラップ又はコールドのトラップ24で除去するが、真空排気ポンプ25は水分の空気を排気するため潤滑油を使用しない形式の真空排気ポンプが望ましい。コンクリート3が恒量となるまで乾燥した後、図3(d)に示すように真空排気用ポート6を栓7で密封すれば、コンクリート製遮蔽体が完成する。この製作方法によるコンクリート製遮蔽体であっても、実施例2と同様に補強リブや吊り金具は必要に応じて設けて製作できる。
この真空乾燥方式は、アルミニウム容器1の寸法が大きくなって加熱炉20に入れることができない場合に、恒久的設備である大型の加熱炉を準備せずに、コンクリート製遮蔽体を製作できるという利点がある。
The water in the concrete 3 is removed by a water trap or a cold trap 24, but the vacuum exhaust pump 25 is preferably a vacuum exhaust pump of a type that does not use lubricating oil in order to exhaust moisture air. After the concrete 3 is dried to a constant weight, the vacuum exhaust port 6 is sealed with a plug 7 as shown in FIG. Even a concrete shield made by this manufacturing method can be manufactured by providing reinforcing ribs and suspension fittings as necessary, as in the second embodiment.
This vacuum drying method has an advantage that a concrete shield can be manufactured without preparing a large heating furnace which is a permanent facility when the size of the aluminum container 1 becomes large and cannot be put into the heating furnace 20. There is.

本発明のコンクリート製遮蔽体の一実施例を、図4に示している。この例では、吊り金具を省いたアルミニウム容器1は、対向する内面同士をステンレス鋼などの補強リブ8で接続したもので、他の部分は図1の実施例と同様にして遮蔽体を構成している。このように、アルミニウム容器1の対向する内面同士を補強リブ8で接続すれば、真空雰囲気での内圧によってアルミニウム容器1が膨らんで変形することを抑制することができ、隣り合うアルミニウム容器や別の遮蔽体等と干渉するのを防止することができる。   An embodiment of the concrete shield of the present invention is shown in FIG. In this example, the aluminum container 1 without the hanging metal fittings is formed by connecting opposing inner surfaces with reinforcing ribs 8 such as stainless steel, and the other parts constitute a shield in the same manner as in the embodiment of FIG. ing. In this way, if the inner surfaces facing each other of the aluminum container 1 are connected to each other by the reinforcing rib 8, it is possible to suppress the aluminum container 1 from bulging and deforming due to the internal pressure in the vacuum atmosphere. Interference with a shield or the like can be prevented.

本発明の一実施例を示すコンクリート製遮蔽体の概略構成図で、(a)は縦断面図、(b)は側面断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram of the concrete shielding body which shows one Example of this invention, (a) is a longitudinal cross-sectional view, (b) is side sectional drawing. 本発明の一実施例である加熱炉を用いたコンクリート製遮蔽体の製作方法の概略製作工程図である。It is a schematic manufacturing-process figure of the manufacturing method of the concrete shield using the heating furnace which is one Example of this invention. 本発明の他の実施例である真空乾燥を行うコンクリート製遮蔽体の製作方法の概略製作工程図である。It is a schematic manufacturing-process figure of the manufacturing method of the concrete-made shielding body which performs the vacuum drying which is the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示すコンクリート製遮蔽体の概略構成図で、(a)は縦断面図、(b)は側面断面図である。It is a schematic block diagram of the concrete shield which shows the other Example of this invention, (a) is a longitudinal cross-sectional view, (b) is side sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

1…アルミニウム容器、2、5…耐熱被覆層、3…コンクリート、4…アルミニウム蓋、6…ポート、7…栓、8…補強リブ、9…吊り金具、10…異材継ぎ手、11…アイボルト、20…加熱炉、21…ヒータ、22…断熱材、23…真空配管、24…トラップ、25…真空排気ポンプ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Aluminum container, 2, 5 ... Heat-resistant coating layer, 3 ... Concrete, 4 ... Aluminum lid, 6 ... Port, 7 ... Plug, 8 ... Reinforcement rib, 9 ... Hanging metal fitting, 10 ... Dissimilar material joint, 11 ... Eye bolt, 20 ... heating furnace, 21 ... heater, 22 ... heat insulating material, 23 ... vacuum piping, 24 ... trap, 25 ... vacuum exhaust pump.

Claims (7)

アルミニウム容器内にコンクリートを充填して構成するコンクリート製遮蔽体において、前記アルミニウム容器及びアルミニウム蓋の内面に耐熱性に優れた無機系塗料を塗布して形成する耐熱被覆層を設け、前記アルミニウム容器は、内面に耐熱被覆層を設けたアルミニウム蓋と溶接して密封して構成したことを特徴とするコンクリート製遮蔽体。   In a concrete shield configured by filling concrete in an aluminum container, a heat-resistant coating layer formed by applying an inorganic paint excellent in heat resistance is provided on the inner surface of the aluminum container and the aluminum lid, A concrete shield characterized in that it is constructed by welding and sealing with an aluminum lid provided with a heat-resistant coating layer on the inner surface. 請求項1において、前記耐熱被覆層は、シリカを主成分とする水系金属塩系塗料の下地材の第1層と、シリカを主成分とする金属アルコキシド系塗料の上塗り材の第2層からなることを特徴とするコンクリートを充填したコンクリート製遮蔽体。   2. The heat-resistant coating layer according to claim 1, comprising a first layer of a base material of a water-based metal salt paint mainly composed of silica and a second layer of a top coat material of a metal alkoxide paint mainly composed of silica. A concrete shield filled with concrete. 請求項1において、前記アルミニウム容器は、対向する内面間を接続する補強リブを設けて構成したことを特徴とするコンクリート製遮蔽体。   2. The concrete shield according to claim 1, wherein the aluminum container is provided with reinforcing ribs that connect between the inner surfaces facing each other. 請求項1又は3のいずれかににおいて、前記アルミニウム蓋には、アルミニウム容器内のコンクリートまで延びて保持される吊り金具を設けて構成したことを特徴とするコンクリート製遮蔽体。   4. The concrete shield according to claim 1, wherein the aluminum lid is provided with a hanging fitting that extends to and holds the concrete in the aluminum container. アルミニウム容器の内面に耐熱性に優れた無機系塗料にて耐熱被覆層を形成して十分に乾燥させ、前記アルミニウム容器内に一定量のコンクリートを充填して予め定めた一定期間の気乾養生を行い、その後前記アルミニウム容器内のコンクリートを恒量となるまで乾燥してから、前記アルミニウム容器には内面側に耐熱塗料を塗布して耐熱被覆層を形成したアルミニウム蓋を真空気密に溶接して接合したことを特徴とするコンクリート製遮蔽体の製作方法。   A heat-resistant coating layer is formed on the inner surface of the aluminum container with an inorganic paint having excellent heat resistance and sufficiently dried, and a predetermined amount of concrete is filled in the aluminum container to perform air-drying curing for a predetermined period. After that, the concrete in the aluminum container is dried to a constant weight, and then an aluminum lid having a heat-resistant coating layer formed by applying a heat-resistant coating on the inner surface side of the aluminum container is vacuum-tightly welded and joined. A method for producing a concrete shield characterized by the above. 請求項5において、コンクリートの恒量となるまで乾燥は、前記アルミニウム容器を加熱炉内に収納して予め定めた温度で行うことを特徴とすることをコンクリート製遮蔽体の製作方法。   6. The method for manufacturing a concrete shield according to claim 5, wherein the drying is performed at a predetermined temperature after the aluminum container is accommodated in a heating furnace until the concrete has a constant weight. アルミニウム容器の内面に耐熱性に優れた無機系塗料にて耐熱被覆層を形成して十分に乾燥させ、前記アルミニウム容器内に一定量のコンクリートを充填して予め定めた一定期間の気乾養生を行い、その後前記アルミニウム容器と内面に耐熱被覆層を設けたアルミニウム蓋とを真空気密に溶接して接合し、アルミニウム蓋と一体化した前記アルミニウム容器の外側にヒータを取り貼り付けると共に断熱材で覆い、前記アルミニウム容器をヒータにて暖めながら内部を真空排気する真空乾燥を行い、前記コンクリートを恒量となるまで乾燥した後前記アルミニウム容器を密封することを特徴とするコンクリート製遮蔽体の製作方法。
A heat-resistant coating layer is formed on the inner surface of the aluminum container with an inorganic paint having excellent heat resistance and sufficiently dried, and a predetermined amount of concrete is filled in the aluminum container to perform air-drying curing for a predetermined period. After that, the aluminum container and an aluminum lid provided with a heat-resistant coating layer on the inner surface are joined by vacuum-tight welding, and a heater is attached to the outside of the aluminum container integrated with the aluminum lid and covered with a heat insulating material. A method for producing a concrete shield, wherein the aluminum container is vacuum-exhausted while the aluminum container is heated by a heater, and the concrete is dried to a constant weight, and then the aluminum container is sealed.
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