JP2929077B2 - 中性子遮蔽用水硬性材料及びこれを用いた中性子遮蔽体の製造方法 - Google Patents
中性子遮蔽用水硬性材料及びこれを用いた中性子遮蔽体の製造方法Info
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
- G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
- G21F1/04—Concretes; Other hydraulic hardening materials
- G21F1/042—Concretes combined with other materials dispersed in the carrier
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- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、原子力発電、核燃
料再処理、核燃料廃棄、医学等において利用され又は発
生する中性子線の遮蔽に使用される材料及び中性子遮蔽
体の製造方法に関するものである。
料再処理、核燃料廃棄、医学等において利用され又は発
生する中性子線の遮蔽に使用される材料及び中性子遮蔽
体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、発電に占める原子力の比率はます
ます高まりつつあるが、核物質拡散防止の観点から、ま
た特に日本のような資源小国においては有効資源確保の
観点からも、使用済核燃料の再利用は急務の課題であ
る。そして、かかる原子力発電時には、活発な核反応に
より莫大な量の中性子が発生し、また使用済核燃料や核
燃料廃棄物は、核分裂生成物の自己崩壊により中性子線
を放射する。
ます高まりつつあるが、核物質拡散防止の観点から、ま
た特に日本のような資源小国においては有効資源確保の
観点からも、使用済核燃料の再利用は急務の課題であ
る。そして、かかる原子力発電時には、活発な核反応に
より莫大な量の中性子が発生し、また使用済核燃料や核
燃料廃棄物は、核分裂生成物の自己崩壊により中性子線
を放射する。
【０００３】こうした高エネルギー中性子を遮蔽するに
は、水素(Ｈ)のように質量数の小さい元素で熱中性子に
まで減速させて、そのあとに熱中性子を吸収する必要が
あり、この熱中性子の吸収にはホウ素(Ｂ)が最も効果的
である。すなわち、中性子遮蔽体としては水素とホウ素
を高濃度に含有する物質が有効である。
は、水素(Ｈ)のように質量数の小さい元素で熱中性子に
まで減速させて、そのあとに熱中性子を吸収する必要が
あり、この熱中性子の吸収にはホウ素(Ｂ)が最も効果的
である。すなわち、中性子遮蔽体としては水素とホウ素
を高濃度に含有する物質が有効である。
【０００４】セメントは、モルタル或いはコンクリート
といった水和硬化体を形成する際、水と混練しその後水
和物を形成して水を固定するため比較的良好な中性子遮
蔽用材料であるが、水和物として固定する水の量は少な
く、混練水の大部分は自由水であり蒸発等により揮散す
る恐れがある。またポリエチレン等のプラスチック類も
比較的多くの水素を含有するが、一般的に熱に弱く長期
間の耐久性に乏しく、また徴密な大型部材を自由に成形
するのは難しいため、その用途は限定される。
といった水和硬化体を形成する際、水と混練しその後水
和物を形成して水を固定するため比較的良好な中性子遮
蔽用材料であるが、水和物として固定する水の量は少な
く、混練水の大部分は自由水であり蒸発等により揮散す
る恐れがある。またポリエチレン等のプラスチック類も
比較的多くの水素を含有するが、一般的に熱に弱く長期
間の耐久性に乏しく、また徴密な大型部材を自由に成形
するのは難しいため、その用途は限定される。
【０００５】ホウ素を含有する物質としては、従来コレ
マナイト（2CaO・3B2O3・5H2O）、クーナコバイト（2MgO・
3B2O3・13H2O）等の天然岩石が挙げられ、中性子の遮蔽
にはこれらの鉱物をコンクリートの骨材として利用する
方法が考えられるが、これらの鉱物中のホウ素含有率は
12〜17重量％と低く、高濃度のホウ素を確保することが
できない。また、これらの鉱物はB2O3を溶出し、それが
セメントの凝結硬化を阻害するという欠点がある。そこ
で、B2O3の溶出を押さえるため、骨材の粒度を粗くして
比表面積を小さくする試みもあるが、コンクリート中で
のホウ素の分布が不均一となってしまうと同時に、粉体
の粒度調整が難しく、その結果高流動のコンクリートが
得にくく、型枠等への均一な充填が困難となるという問
題がある。
マナイト（2CaO・3B2O3・5H2O）、クーナコバイト（2MgO・
3B2O3・13H2O）等の天然岩石が挙げられ、中性子の遮蔽
にはこれらの鉱物をコンクリートの骨材として利用する
方法が考えられるが、これらの鉱物中のホウ素含有率は
12〜17重量％と低く、高濃度のホウ素を確保することが
できない。また、これらの鉱物はB2O3を溶出し、それが
セメントの凝結硬化を阻害するという欠点がある。そこ
で、B2O3の溶出を押さえるため、骨材の粒度を粗くして
比表面積を小さくする試みもあるが、コンクリート中で
のホウ素の分布が不均一となってしまうと同時に、粉体
の粒度調整が難しく、その結果高流動のコンクリートが
得にくく、型枠等への均一な充填が困難となるという問
題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
中性子遮蔽体及びそれを形成する材料は、水素及びホウ
素の含有率に限界がある、熱や物理的外力に弱い、打設
体に大きな空隙が残りやすい、大型部材や複雑形状部材
の成形が難しい、均一な成分組成の遮蔽体が得られない
といった欠点があり、原子炉周辺や高レベル放射性廃棄
物の遮蔽には不十分であった。
中性子遮蔽体及びそれを形成する材料は、水素及びホウ
素の含有率に限界がある、熱や物理的外力に弱い、打設
体に大きな空隙が残りやすい、大型部材や複雑形状部材
の成形が難しい、均一な成分組成の遮蔽体が得られない
といった欠点があり、原子炉周辺や高レベル放射性廃棄
物の遮蔽には不十分であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは鋭意研究を重ねた結果、水硬性セメント、水
酸化アルミニウム及び炭化ホウ素を特定比率で含有する
水硬性材料が、中性子遮蔽性能、硬化体強度及びモルタ
ル性状に優れ、かつ均質な遮蔽体を形成し得ることを見
出し、本発明を完成した。
発明者らは鋭意研究を重ねた結果、水硬性セメント、水
酸化アルミニウム及び炭化ホウ素を特定比率で含有する
水硬性材料が、中性子遮蔽性能、硬化体強度及びモルタ
ル性状に優れ、かつ均質な遮蔽体を形成し得ることを見
出し、本発明を完成した。
【０００８】すなわち本発明は、水硬性セメント10〜50
重量％、水酸化アルミニウム30〜88重量％及び炭化ホウ
素0.1〜35重量％を含有する中性子遮蔽用水硬性材料を
提供するものである。
重量％、水酸化アルミニウム30〜88重量％及び炭化ホウ
素0.1〜35重量％を含有する中性子遮蔽用水硬性材料を
提供するものである。
【０００９】また本発明は、上記遮蔽用水硬性材料100
重量部に対して、水15〜50重量部、並びにAE剤、AE減水
剤、高性能減水剤、流動化剤、高性能AE減水剤及び気泡
剤から選ばれる１種又は２種以上の有機混和剤を添加し
て練混ぜることを特徴とする中性子遮蔽体の製造方法を
提供するものである。
重量部に対して、水15〜50重量部、並びにAE剤、AE減水
剤、高性能減水剤、流動化剤、高性能AE減水剤及び気泡
剤から選ばれる１種又は２種以上の有機混和剤を添加し
て練混ぜることを特徴とする中性子遮蔽体の製造方法を
提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の中性子遮蔽用水硬性材料
の構成成分のうち、水硬性セメントは水と混練すること
で構造体としての強度を与え、水酸化アルミニウムは高
速中性子を熱中性子に減速する水素を提供し、炭化ホウ
素は水素によって減速された熱中性子を吸収するホウ素
を提供するという役割を有し、この三者が一体となって
中性子遮蔽体としての役割を果たすものである。
の構成成分のうち、水硬性セメントは水と混練すること
で構造体としての強度を与え、水酸化アルミニウムは高
速中性子を熱中性子に減速する水素を提供し、炭化ホウ
素は水素によって減速された熱中性子を吸収するホウ素
を提供するという役割を有し、この三者が一体となって
中性子遮蔽体としての役割を果たすものである。
【００１１】水硬性セメントとしては、特に限定され
ず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメ
ント等のポルトランドセメント類、高炉セメント、シリ
カセメント、フライアッシュセメント等の混合セメント
類、或いは超速硬性のジェットセメントなど、水と混練
することで硬化し、強度を発現するものであればいかな
るセメントも使用することができる。また、必要があれ
ば膨張材、速硬材、防錆材、防水材等のモルタル、コン
クリート用混和材を適宜混合してもよい。
ず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメ
ント等のポルトランドセメント類、高炉セメント、シリ
カセメント、フライアッシュセメント等の混合セメント
類、或いは超速硬性のジェットセメントなど、水と混練
することで硬化し、強度を発現するものであればいかな
るセメントも使用することができる。また、必要があれ
ば膨張材、速硬材、防錆材、防水材等のモルタル、コン
クリート用混和材を適宜混合してもよい。
【００１２】水酸化アルミニウムには、ダイアスポア、
ベーマイト、ギブサイト等の多形があるが、高温での安
定性を考慮すると、ギブサイトが最も好ましく、その水
素含有率は理論値で3.8重量％である。
ベーマイト、ギブサイト等の多形があるが、高温での安
定性を考慮すると、ギブサイトが最も好ましく、その水
素含有率は理論値で3.8重量％である。
【００１３】炭化ホウ素には、B4Cの他にB8C、B13C2等
があるが、一般的にはB4Cが最も容易に得られ、また安
定性の面からも好ましく、そのホウ素含有率は理論値で
78重量％と高い。
があるが、一般的にはB4Cが最も容易に得られ、また安
定性の面からも好ましく、そのホウ素含有率は理論値で
78重量％と高い。
【００１４】中性子遮蔽用水硬性材料を水と混練して硬
化させ、構造体としての強度を確保するためには、水硬
性セメントは10重量％は必要である。一方、水素とホウ
素の両者が共存する場合に、より有効に中性子吸収性能
が発揮される。これらの条件から、中性子遮蔽用水硬性
材料としては、それぞれ水硬性セメント10〜50重量％、
水酸化アルミニウム30〜88重量％及び炭化ホウ素0.1〜3
5重量％が適切である。この場合、天然には約20％存在
する10Ｂが高度に濃縮されていれば、炭化ホウ素は0.1
重量％でも有効であり、天然のホウ素を使用する場合は
炭化ホウ素は0.5重量％以上必要である。
化させ、構造体としての強度を確保するためには、水硬
性セメントは10重量％は必要である。一方、水素とホウ
素の両者が共存する場合に、より有効に中性子吸収性能
が発揮される。これらの条件から、中性子遮蔽用水硬性
材料としては、それぞれ水硬性セメント10〜50重量％、
水酸化アルミニウム30〜88重量％及び炭化ホウ素0.1〜3
5重量％が適切である。この場合、天然には約20％存在
する10Ｂが高度に濃縮されていれば、炭化ホウ素は0.1
重量％でも有効であり、天然のホウ素を使用する場合は
炭化ホウ素は0.5重量％以上必要である。
【００１５】水硬性セメントは、ロータリーキルンで焼
成された塊状のクリンカーを粉砕し石膏等の適切な混合
物を混合して得られるものである。水酸化アルミニウム
は工業的にはバイヤー法で製造されることが多い。炭化
ホウ素は、酸化ホウ素（B2O3）を炭素で炭化して製造
し、生成した塊状物を粉砕して用いることが多い。これ
らの異質な粉末を混合して得られる水硬性材料は、水と
混練した場合に一般的に流動性が悪く、極端な場合には
フローやスランプがほとんど出ないのみならず、フロー
コーンやスランプコーンへの充填も、通常の突き棒など
では均一にならない場合が多く、通常は振動機無しでは
型枠への均一な充填が不可能である。そこで、水と混練
した場合のモルタル流動性を向上させるために、粉末の
乾燥状態における充填率が一定以上となるようにするこ
とが好ましい。具体的には、乾燥状態で内径５cm、深さ
５cmの円筒容器中で、高さ２cmからの180回タッピング
により締め固めたときの充填率が55％以上、特に60％以
上であることが好ましい。
成された塊状のクリンカーを粉砕し石膏等の適切な混合
物を混合して得られるものである。水酸化アルミニウム
は工業的にはバイヤー法で製造されることが多い。炭化
ホウ素は、酸化ホウ素（B2O3）を炭素で炭化して製造
し、生成した塊状物を粉砕して用いることが多い。これ
らの異質な粉末を混合して得られる水硬性材料は、水と
混練した場合に一般的に流動性が悪く、極端な場合には
フローやスランプがほとんど出ないのみならず、フロー
コーンやスランプコーンへの充填も、通常の突き棒など
では均一にならない場合が多く、通常は振動機無しでは
型枠への均一な充填が不可能である。そこで、水と混練
した場合のモルタル流動性を向上させるために、粉末の
乾燥状態における充填率が一定以上となるようにするこ
とが好ましい。具体的には、乾燥状態で内径５cm、深さ
５cmの円筒容器中で、高さ２cmからの180回タッピング
により締め固めたときの充填率が55％以上、特に60％以
上であることが好ましい。
【００１６】また上記構成粉末材料の乾燥状態での充填
率を上げ、モルタル流動性を上げるためには、粉体の粒
度分布をブロードにするか、小さい粒度にピークを持つ
粒度分布の粉末群と、大きい粒度にピークを持つ粒度分
布の粉末群を、広い間隔で存在させることが有効であ
る。すなわち、目開き１mmの篩によるふるい残分が５重
量％以下であり、60〜80重量％が粒径100μｍ以下の粒
子によって構成され、かつ粒径60〜90μｍの粒子が20重
量％以下であることが好ましい。
率を上げ、モルタル流動性を上げるためには、粉体の粒
度分布をブロードにするか、小さい粒度にピークを持つ
粒度分布の粉末群と、大きい粒度にピークを持つ粒度分
布の粉末群を、広い間隔で存在させることが有効であ
る。すなわち、目開き１mmの篩によるふるい残分が５重
量％以下であり、60〜80重量％が粒径100μｍ以下の粒
子によって構成され、かつ粒径60〜90μｍの粒子が20重
量％以下であることが好ましい。
【００１７】本発明の中性子遮蔽用水硬性材料は、水と
混練することにより中性子遮蔽硬化体が得られるが、そ
の際の粉体と水の混合比率は、通常のモルタルやコンク
リートのように水とセメントの比率で規定することは必
ずしも好ましくなく、粉体全体と水の比率で規定するこ
とが妥当であり、その範囲は本発明の中性子遮蔽用水硬
性材料100重量部に対し、水15〜50重量部が好ましい。
水の量が15重量部未満では、ばさついた状態となって均
質なモルタルが得難く、50重量部を超えると、硬化体の
強度低下が大きくなるだけでなく、打設時の材料分離が
大きくなってしまう。
混練することにより中性子遮蔽硬化体が得られるが、そ
の際の粉体と水の混合比率は、通常のモルタルやコンク
リートのように水とセメントの比率で規定することは必
ずしも好ましくなく、粉体全体と水の比率で規定するこ
とが妥当であり、その範囲は本発明の中性子遮蔽用水硬
性材料100重量部に対し、水15〜50重量部が好ましい。
水の量が15重量部未満では、ばさついた状態となって均
質なモルタルが得難く、50重量部を超えると、硬化体の
強度低下が大きくなるだけでなく、打設時の材料分離が
大きくなってしまう。
【００１８】また、本発明の中性子遮蔽用水硬性材料に
対し、水と混練した際におけるより一層の高流動性を付
加することが必要な場合には、減水剤、高性能減水剤等
を添加することにより高流動性を達成することができ、
また中性子遮蔽体の軽量化が必要な場合には、AE剤、気
泡剤等を添加することにより微小な空気を巻き込み、組
成の均一性を維持したまま軽量化を達成することができ
る。すなわち、本発明の中性子遮蔽用水硬性材料中に
は、AE剤、AE減水剤、高性能減水剤、流動化剤、高性能
AE減水剤及び気泡剤から選ばれる１種又は２種以上の有
機混和剤を添加することができ、その添加量は、本発明
の中性子遮蔽用水硬性材料100重量部に対して、総量で
５重量部以下が好ましい。混和剤の総量が５重量部を超
えると、水との混練時に混和剤がモルタルと分離してく
るため適当でない。
対し、水と混練した際におけるより一層の高流動性を付
加することが必要な場合には、減水剤、高性能減水剤等
を添加することにより高流動性を達成することができ、
また中性子遮蔽体の軽量化が必要な場合には、AE剤、気
泡剤等を添加することにより微小な空気を巻き込み、組
成の均一性を維持したまま軽量化を達成することができ
る。すなわち、本発明の中性子遮蔽用水硬性材料中に
は、AE剤、AE減水剤、高性能減水剤、流動化剤、高性能
AE減水剤及び気泡剤から選ばれる１種又は２種以上の有
機混和剤を添加することができ、その添加量は、本発明
の中性子遮蔽用水硬性材料100重量部に対して、総量で
５重量部以下が好ましい。混和剤の総量が５重量部を超
えると、水との混練時に混和剤がモルタルと分離してく
るため適当でない。
【００１９】本発明の中性子遮蔽用水硬性材料と水との
混練により得られたフレッシュ状態のモルタルは、均質
で適度な柔らかさと流動性をもち、振動機のような機械
的な激しい振動を与えなくても、打設用型枠に均一に充
填することができる。すなわち、テーブル振動機に搭載
できないような大型部材や、棒状振動機が入らないよう
な複雑形状の部材にも、大きな気泡を残すことなく均一
に充填することができ、打設作業を大幅に簡略化できる
とともに、加振動作業による硬化体のばらつきを低減で
き、かつ振動を与えることにより発生が懸念される材料
分離を回避することもできる。
混練により得られたフレッシュ状態のモルタルは、均質
で適度な柔らかさと流動性をもち、振動機のような機械
的な激しい振動を与えなくても、打設用型枠に均一に充
填することができる。すなわち、テーブル振動機に搭載
できないような大型部材や、棒状振動機が入らないよう
な複雑形状の部材にも、大きな気泡を残すことなく均一
に充填することができ、打設作業を大幅に簡略化できる
とともに、加振動作業による硬化体のばらつきを低減で
き、かつ振動を与えることにより発生が懸念される材料
分離を回避することもできる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明に係る中性子遮蔽用水硬性材料
及び中性子遮蔽体の製造方法について具体的な実施例を
示す。なお、本実施例は例示であり、本発明の範囲を限
定するものではない。
及び中性子遮蔽体の製造方法について具体的な実施例を
示す。なお、本実施例は例示であり、本発明の範囲を限
定するものではない。
【００２１】実施例１ 中性子遮蔽用水硬性材料を、表１に示す配合で調製し
た。水硬性セメントとして早強ポルトランドセメント
（比表面積4000cm2/g以上）を、水酸化アルミニウムと
して粒度の異なるＡ（粒度の中心が１〜５μｍ）、Ｂ
（粒度の中心が10〜20μｍ）及びＣ（粒度の中心が90〜
110μｍ）の３種を、炭化ホウ素としてB4C（粒度の中心
が100〜150μｍ）をそれぞれ用いた。混合は各粉体を所
定の比率で計量し、へンシェルミキサ中で10分間の混合
とした。得られた乾燥粉体を、(株)細川鉄工所製パウダ
ーテスター（PT-D型）を用い、内径５cm、深さ５cmの円
筒容器に入れ、２cmの高さから216秒間に180回タッピン
グして充填した後の充填率〔充填率(％)＝100×単位容
積質量／密度〕の測定及び篩による粒度の評価を行っ
た。このとき目開き１mmの篩によるふるい残分は、いず
れも１重量％未満であった。また、水／粉体比27重量％
で水と混練し、JIS R5201に規定されたフロー試験法に
より15打フロー値を測定し、流動性を評価した。また、
内径10cm、高さ20cmの円筒状型枠に、上記フロー値を測
定したものと同じ条件で混練したモルタルを入れた後、
棒状振動機で５秒間振動を与えて充填し、14日間養生し
た硬化体の圧縮強度を測定した。この時、同じ硬化体の
断面を観察し、空隙の大きさを目視により下記基準に従
って判定した。
た。水硬性セメントとして早強ポルトランドセメント
（比表面積4000cm2/g以上）を、水酸化アルミニウムと
して粒度の異なるＡ（粒度の中心が１〜５μｍ）、Ｂ
（粒度の中心が10〜20μｍ）及びＣ（粒度の中心が90〜
110μｍ）の３種を、炭化ホウ素としてB4C（粒度の中心
が100〜150μｍ）をそれぞれ用いた。混合は各粉体を所
定の比率で計量し、へンシェルミキサ中で10分間の混合
とした。得られた乾燥粉体を、(株)細川鉄工所製パウダ
ーテスター（PT-D型）を用い、内径５cm、深さ５cmの円
筒容器に入れ、２cmの高さから216秒間に180回タッピン
グして充填した後の充填率〔充填率(％)＝100×単位容
積質量／密度〕の測定及び篩による粒度の評価を行っ
た。このとき目開き１mmの篩によるふるい残分は、いず
れも１重量％未満であった。また、水／粉体比27重量％
で水と混練し、JIS R5201に規定されたフロー試験法に
より15打フロー値を測定し、流動性を評価した。また、
内径10cm、高さ20cmの円筒状型枠に、上記フロー値を測
定したものと同じ条件で混練したモルタルを入れた後、
棒状振動機で５秒間振動を与えて充填し、14日間養生し
た硬化体の圧縮強度を測定した。この時、同じ硬化体の
断面を観察し、空隙の大きさを目視により下記基準に従
って判定した。
【００２２】〈空隙の大きさの判定基準〉 ×：４mm以上の空隙あり。 △：２mm以上の空隙あり、４mm以上の空隙なし。 ○：１mm以上の空隙あり、２mm以上の空隙なし。 ◎：１mm以上の空隙なし。
【００２３】これらの結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１から以下の事項が明らかである。セメ
ント量が10重量％未満（試料１）では、圧縮強度が2.0N
/mm2と小さく、構造体としての強度を保持しえないが、
セメント含有量を10重量％以上（試料２〜11）とすれば
一定の強度は確保でき、実用に供することができる。粉
末の乾燥充填率が55％以上（試料３〜11）では15打フロ
ーが測定できるが、粉末の乾燥充填率が55％未満（試料
１及び２）では、フローコーンに詰めたモルタルが15打
の振動で割れを生じ、測定自体ができない。特に充填率
が60％以上（試料３、５及び７〜11）では15打フロー値
が200以上となり、流動性は良好である。更に、充填率
が60％以上でかつ粉末の粒度分布で100μｍ以下の粒子
が60〜80重量％でかつ60〜90μｍの範囲の粒子が20重量
％以下のもの（３、７及び９〜11）は、15打フロー値が
220以上とさらに流動性が向上し、目視による空隙の存
在状況も良好であった。
ント量が10重量％未満（試料１）では、圧縮強度が2.0N
/mm2と小さく、構造体としての強度を保持しえないが、
セメント含有量を10重量％以上（試料２〜11）とすれば
一定の強度は確保でき、実用に供することができる。粉
末の乾燥充填率が55％以上（試料３〜11）では15打フロ
ーが測定できるが、粉末の乾燥充填率が55％未満（試料
１及び２）では、フローコーンに詰めたモルタルが15打
の振動で割れを生じ、測定自体ができない。特に充填率
が60％以上（試料３、５及び７〜11）では15打フロー値
が200以上となり、流動性は良好である。更に、充填率
が60％以上でかつ粉末の粒度分布で100μｍ以下の粒子
が60〜80重量％でかつ60〜90μｍの範囲の粒子が20重量
％以下のもの（３、７及び９〜11）は、15打フロー値が
220以上とさらに流動性が向上し、目視による空隙の存
在状況も良好であった。
【００２６】実施例２ 実施例１で用いた中性子遮蔽用水硬性材料のうち、流動
性の良好な代表的な配合（試料７）のものを用い、表２
に示す水／粉体比及び混和剤添加量で混練した。なお、
高性能減水剤としては(株)小野田社製SP-Xを、AE剤とし
ては山宗化学社製ヴィンソルＷを使用した。このときの
フレッシュモルタル状態のエアー量と、フローコーンに
モルタルを詰め、コーンを引き抜いた状態での広がった
モルタルの大きさを評価するゼロ打フロー値（単位：
肌）を測定した。さらにこの配合のモルタルを内径10c
m、高さ20cmの型枠に無振動で打設し、14日間養生した
硬化体の断面の空隙の大きさを実施例１と同様にして判
定した。これらの結果を表２に示す。
性の良好な代表的な配合（試料７）のものを用い、表２
に示す水／粉体比及び混和剤添加量で混練した。なお、
高性能減水剤としては(株)小野田社製SP-Xを、AE剤とし
ては山宗化学社製ヴィンソルＷを使用した。このときの
フレッシュモルタル状態のエアー量と、フローコーンに
モルタルを詰め、コーンを引き抜いた状態での広がった
モルタルの大きさを評価するゼロ打フロー値（単位：
肌）を測定した。さらにこの配合のモルタルを内径10c
m、高さ20cmの型枠に無振動で打設し、14日間養生した
硬化体の断面の空隙の大きさを実施例１と同様にして判
定した。これらの結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２から以下の事項が明らかである。試料
21は、混和剤を添加しない水準であり、ゼロ打フロー値
がフローコーンの大きさからほとんど変わらない105、
エアー量が２体積％であるのに対し、高性能減水剤を0.
4重量％添加した試料22では、水／粉体比を23重量％と
減らしたにもかかわらず、０打フロー値が220と大きく
なり、流動性が著しく改善された。AE剤を0.04重量％添
加した試料23では、エアー量が９体積％と多く、しかも
エアーとしては目視では確認できない小さなものであ
り、成分の不均一性にはならない。高性能減水剤とAE剤
を同時添加した試料24では、双方の混和剤の効果はやや
低減するものの、流動化や軽量化には十分有効である。
高性能減水剤を添加した試料22及び24は十分な流動性が
あり、無振動打設で大きな気泡の無い均質な硬化体が得
られた。
21は、混和剤を添加しない水準であり、ゼロ打フロー値
がフローコーンの大きさからほとんど変わらない105、
エアー量が２体積％であるのに対し、高性能減水剤を0.
4重量％添加した試料22では、水／粉体比を23重量％と
減らしたにもかかわらず、０打フロー値が220と大きく
なり、流動性が著しく改善された。AE剤を0.04重量％添
加した試料23では、エアー量が９体積％と多く、しかも
エアーとしては目視では確認できない小さなものであ
り、成分の不均一性にはならない。高性能減水剤とAE剤
を同時添加した試料24では、双方の混和剤の効果はやや
低減するものの、流動化や軽量化には十分有効である。
高性能減水剤を添加した試料22及び24は十分な流動性が
あり、無振動打設で大きな気泡の無い均質な硬化体が得
られた。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明の中性子遮蔽用水
硬性材料は、中性子遮蔽性能、硬化体強度及びモルタル
性状に優れた材料であり、この材料を使用して本発明の
中性子遮蔽体の製造方法により中性子遮蔽体を製造すれ
ば、均質性に優れた中性子遮蔽体が得られる。
硬性材料は、中性子遮蔽性能、硬化体強度及びモルタル
性状に優れた材料であり、この材料を使用して本発明の
中性子遮蔽体の製造方法により中性子遮蔽体を製造すれ
ば、均質性に優れた中性子遮蔽体が得られる。
フロントページの続き (72)発明者 永井 崇之 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動力炉・核燃料事業団 東海事業所内 (72)発明者 瀬下 拓也 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動力炉・核燃料事業団 東海事業所内 (72)発明者 田沼 宏之 東京都中央区築地５丁目６番４号 三井 造船株式会社内 (72)発明者 小田川 雅朗 東京都中央区銀座８丁目21番１号 株式 会社竹中工務店 東京本店内 (72)発明者 寺井 正文 東京都中央区銀座８丁目21番１号 株式 会社竹中工務店 東京本店内 (72)発明者 宇智田 俊一郎 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 秩父 小野田株式会社 中央研究所内 (72)発明者 田熊 靖久 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 秩父 小野田株式会社 中央研究所内 (72)発明者 藤田 英樹 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 秩父 小野田株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平２−281200（ＪＰ，Ａ) 特公 昭43−11793（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21F 1/04 G21F 3/00
Claims (5)
- 【請求項１】 水硬性セメント10〜50重量％、水酸化ア
ルミニウム30〜88重量％及び炭化ホウ素0.1〜35重量％
を含有する中性子遮蔽用水硬性材料。 - 【請求項２】 乾燥状態で内径５cm、深さ５cmの円筒容
器中で、高さ２cmからの180回タッピングにより締め固
めたときの充填率が55％以上である請求項１記載の中性
子遮蔽用水硬性材料。 - 【請求項３】 目開き１mmの篩によるふるい残分が５重
量％以下であり、60〜80重量％が粒径100μｍ以下の粒
子によって構成され、かつ粒径60〜90μｍの粒子が20重
量％以下である請求項１又は２記載の中性子遮蔽用水硬
性材料。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の中性子
遮蔽用水硬性材料100重量部に対して、水15〜50重量
部、並びにAE剤、AE減水剤、高性能減水剤、流動化剤、
高性能AE減水剤及び気泡剤から選ばれる１種又は２種以
上の有機混和剤５重量部以下を添加して練混ぜることを
特徴とする中性子遮蔽体の製造方法。 - 【請求項５】 中性子遮蔽用水硬性材料、水及び有機混
和剤を均質に練混ぜた後に、機械による振動を与えるこ
となく型枠内に打設する請求項４記載の中性子遮蔽体の
製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP7294385A JP2929077B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 中性子遮蔽用水硬性材料及びこれを用いた中性子遮蔽体の製造方法 |
| EP96118207A EP0773555B1 (en) | 1995-11-13 | 1996-11-13 | Neutron-shielding hydraulic hardening material and method of manufacturing neutron shields using the same |
| DE69609144T DE69609144T2 (de) | 1995-11-13 | 1996-11-13 | Hydraulisch erhärtendes Neutronschutzmaterial und Verfahren zur Neutronschutzherstellung derselben |
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|---|---|---|---|
| JP7294385A JP2929077B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 中性子遮蔽用水硬性材料及びこれを用いた中性子遮蔽体の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133790A JPH09133790A (ja) | 1997-05-20 |
| JP2929077B2 true JP2929077B2 (ja) | 1999-08-03 |
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ID=17807047
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Country Status (3)
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| DE102017006902A1 (de) * | 2017-07-20 | 2019-01-24 | Theodor Pieper GmbH & Co. KG | Betonzusammensetzung und Verfahren zum Herstellen einer solchen Betonzusammensetzung |
| CN107342113A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-11-10 | 中国核动力研究设计院 | 一种耐高温耐辐照无机屏蔽材料 |
| CN111943612B (zh) * | 2020-08-13 | 2022-10-11 | 中国核动力研究设计院 | 一种耐辐照耐高温快中子屏蔽材料及制备方法 |
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| FR2546331A1 (fr) * | 1983-05-20 | 1984-11-23 | Robatel Slpi | Perfectionnements aux materiaux hydrogenes de protection antineutronique |
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| JP3203269B2 (ja) * | 1992-09-01 | 2001-08-27 | 花王株式会社 | 空気連行剤 |
| JP3618001B2 (ja) * | 1993-12-13 | 2005-02-09 | 大同コンクリート工業株式会社 | 多孔質連通気泡コンクリ−ト成形体及び同コンクリ−ト複合体の製造方法 |
-
1995
- 1995-11-13 JP JP7294385A patent/JP2929077B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-13 DE DE69609144T patent/DE69609144T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-13 EP EP96118207A patent/EP0773555B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| EP0773555A1 (en) | 1997-05-14 |
| DE69609144T2 (de) | 2001-03-22 |
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