JPH01147399A - Fiber-reinforced neutron shielding mortar concrete - Google Patents

Fiber-reinforced neutron shielding mortar concrete

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JPH01147399A
JPH01147399A JP30657787A JP30657787A JPH01147399A JP H01147399 A JPH01147399 A JP H01147399A JP 30657787 A JP30657787 A JP 30657787A JP 30657787 A JP30657787 A JP 30657787A JP H01147399 A JPH01147399 A JP H01147399A
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JP
Japan
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fibers
boron
cement
fiber
neutron
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Application number
JP30657787A
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Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Kaji
梶 慶輔
Masaki Okazaki
正樹 岡崎
Shunei Daito
大東 俊英
Mitsuo Mayahara
馬屋原 光郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve moldability, durability and economic efficiency by adding a cement hardener and reinforcing fibers to cement so that a large amt. of boron compds. can be added to the cement. CONSTITUTION:Powders of colemanite, borocalcite, boric acid, borax, titanium boron, zirconium boron, molybdenum boron, etc., are added at 5-200wt.% as the boron compd. to the cement and lithium hydroxide, potassium aluminate, calcium acetate, etc., are added at compounding ratio (%) of the boron compd.X0.1 as the hardening accelerator to the cement. The reinforcing fibers such as bundled filament and alkali resistant glass fibers formed by bundling monofilaments of filaments of polyvinyl alcohol synthetic fibers, polyacrylonitrile synthetic fibers, carbon fibers, aramid fibers and polyarylate fibers are added at 0.3-5% thereto. The flash setting and delayed hardening of the cement by the boron ions are thereby prevented and the installation characteristic, durability and economic efficiency improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は中性子発生源から人体に及ぼす中性子線及び三
次ガンマ−線等の放射線障害を防御すべく生体保護を目
的とした繊維強化中性子遮蔽モルタルコンクリートに関
する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention provides a fiber-reinforced neutron shielding mortar for the purpose of biological protection to prevent radiation damage such as neutron beams and tertiary gamma rays exerted on the human body from a neutron source. Concerning concrete.

〈従来の技術 および発明が解決しようとする問題点〉放射線遮蔽体の
設計上の根本原理は、放射線と物質との相互作用゛によ
って、放射線のエネルギーを熱エネルギーに変えてしま
うことである。放射線のうち荷7ti拉子は物質との相
互作用が大きく、その遮蔽は容易であるが、ガンマ線お
よび中性子は物質透過力が大であることと、散乱により
そのエネルギーの一部が他の放射線に変換する場合が多
く取扱いが複雑である。したがって、放射線遮蔽で問題
となるのは主としてガンマ線と中性子である。これらの
遮蔽に対する基本的な考え方は、エネルギーが小さいと
きには物質による吸収確率が大きくなるので、エネルギ
ーを低下させておいて吸収させることである。
<Prior art and problems to be solved by the invention> The fundamental principle in the design of radiation shields is to convert radiation energy into thermal energy through the interaction between radiation and matter. Of the radiation types, radiation has a large interaction with matter and is easily shielded, but gamma rays and neutrons have a large ability to penetrate materials, and some of their energy is transmitted to other radiation due to scattering. Handling is complicated as there are many cases of conversion. Therefore, it is mainly gamma rays and neutrons that pose problems in radiation shielding. The basic idea behind these shields is that when the energy is small, the probability of absorption by a substance increases, so the energy is lowered and absorbed.

遮蔽構造材として最も優れているのは鉄である。Steel is the best material for shielding structures.

鉄は高速中性子、熱中性子およびガンマ線に対する吸収
断面積が大きい上、高温に耐え放射線111(基の影響
が殆んどないからである。ただ、鉄は中性子を捕獲する
とき高エネルギーのガンマ線を放出するので注αを要す
る。
Iron has a large absorption cross section for fast neutrons, thermal neutrons, and gamma rays, and it can withstand high temperatures and is hardly affected by radiation (111). However, when iron captures neutrons, it emits high-energy gamma rays. Therefore, note α is required.

次によく用いられるのが、コンクリートである。The next most commonly used material is concrete.

これは安価で、強度、安定性、成型加工性、均一性に優
れ、放射線損傷を殆んど受けないためである。さらにガ
ンマ線に対する吸収が大きく、中性子を¥T効に減速す
る。ただ欠点は熱伝導率が悪いことで、遮蔽による発生
熱を除去することが錐しいので高出力原子炉では問題と
なる。遮蔽用コンクリートには一般にポルトランドセメ
ントが用いられるが、発生熱が小さく収縮量の低いもの
として中庸熱ポルトランドセメントの方が優れている。
This is because it is inexpensive, has excellent strength, stability, moldability, and uniformity, and is hardly susceptible to radiation damage. Furthermore, it has a large absorption of gamma rays and slows down neutrons to a T effect. However, the drawback is that it has poor thermal conductivity, which poses a problem in high-power nuclear reactors because it is difficult to remove the heat generated by shielding. Portland cement is generally used for shielding concrete, but moderate heat Portland cement is superior because it generates less heat and shrinks less.

骨材としてはその比雷の大きいものほどガンマ線の遮蔽
効果が大きいので重コンクリートか望ましい。重コンク
リートはセメントとしてポルトランドセメント、骨材と
して重晶石(Ba5O,) 、S9、鉄鉱石などを用い
るものである。
As for the aggregate, heavy concrete is preferable because the higher the specificity, the greater the gamma ray shielding effect. Heavy concrete uses Portland cement as cement and barite (Ba5O,), S9, iron ore, etc. as aggregate.

さて、中性子遮蔽を行なうときの問題点は中性子の捕獲
時に高エネルギーのガンマ線を放出することである。し
たがって、最も理想的には強い二次ガンマ線を出さない
物質で減速した後、強い二次ガンマ線を出さない物質で
打取ることである。
Now, the problem with neutron shielding is that high-energy gamma rays are emitted when neutrons are captured. Therefore, the most ideal thing would be to decelerate with a material that does not emit strong secondary gamma rays and then shoot with a material that does not emit strong secondary gamma rays.

これにはあらかじめ鉄などの重元素物質によってIlλ
速した中性子を、水素原子(中性子散乱断面積非常に大
)を夛Jatに含む物質(例えば、パラフィン、ポリエ
チレン、水など)によってさらに減速した後、ホウ素原
子を多量に含む物質によって打取る(吸収・消滅させる
)方法がよく用いられる。
This is caused by the Ilλ
The accelerated neutrons are further slowed down by a substance (e.g., paraffin, polyethylene, water, etc.) that contains hydrogen atoms (with a very large neutron scattering cross section), and then are bombarded by a substance containing a large amount of boron atoms (absorption).・Extinction) method is often used.

コンクリートは安価、機械的強度、安定性、成形加工性
、均一性、耐放射線劣化等の特長をもつので、水素原子
を含む化合物と硼素化合物をコンクリート配合に加える
ことによって中性子遮蔽材料として最適のものが得られ
ることは容易に煮えられる。特に水素原子としてはセメ
ント硬化体中の結合水、キャピラリー水等が有効である
。しかし最大の難点は硼素化合物をセメントに添加する
と異常反応を起し、硬化体は著しく収縮変形し、日干レ
ンガ状となることである。即ち通常のセメントコンクリ
ートとしての施工性は得られず、かつコンクリートの圧
縮、曲げ強度は杵しく低下するので、硼素化合物をその
ま\コンクリー1・添加物として容易に利用することは
できない。
Concrete has features such as low cost, mechanical strength, stability, formability, uniformity, and resistance to radiation deterioration, so by adding compounds containing hydrogen atoms and boron compounds to the concrete mix, it can be made optimal as a neutron shielding material. What is obtained is easily boiled. Particularly effective hydrogen atoms include bound water in hardened cement, capillary water, and the like. However, the biggest drawback is that when a boron compound is added to cement, an abnormal reaction occurs, and the hardened material shrinks and deforms significantly, becoming like a sun-dried brick. That is, the workability of ordinary cement concrete cannot be obtained, and the compressive and bending strengths of the concrete are significantly reduced, so boron compounds cannot be easily used as is or as additives in concrete.

中性子遮蔽材としては、特公昭62−493os+;公
報や同62−49306号公報に記載されているように
、ポリエチレン等の高分子樹脂に硼素化合物を混入する
方法が採られているが、耐熱性、不燃刊、成形性及び経
済性の点で問題を残している。
As a neutron shielding material, a method of mixing a boron compound into a polymer resin such as polyethylene has been adopted as described in Japanese Patent Publication No. 62-493os+; Publication No. 62-49306; However, problems remain in terms of nonflammability, moldability, and economic efficiency.

特開昭58−86496号公報には、硼素コンクリート
を重コンクリートでサンドウイヂ構造にすることにより
上記問題点を解決することが記載されているが、この技
術は施工性、成形加工性及びに賊的強度の点から満足で
きるものでない。またボルカルザイトやコレマナイトを
用いたコンクリートの実例も「原子カニ業材料」に記載
されているらのの、施工時の溶解硼酸による凝固不良が
起り、成形物のモルタルセメントの強度は満足できろも
のではない。
JP-A-58-86496 describes that the above-mentioned problems can be solved by making boron concrete into a sandwich structure with heavy concrete, but this technique has problems in terms of workability, formability, and illegality. It is not satisfactory in terms of strength. In addition, examples of concrete using volcalzite and colemanite are also described in "Atomic Industrial Materials," but poor coagulation occurs due to dissolved boric acid during construction, and the strength of the mortar cement of the molded product is not satisfactory. do not have.

く問題点を解決するための手段〉 本発明の目的は、生体保護を目的とするai材料を用い
ることにより中性子発生源となる機器及び構築物を遮蔽
すべく容易に施工成形が可能で、かつ高い曲げ、圧縮等
の機械的強度と靭性を有し、耐久性、経済性に浸れた繊
維強化中性子遮蔽モルタルコンクリートを提供すること
である。
Means for Solving the Problems〉 An object of the present invention is to use an AI material for the purpose of protecting living organisms, so that it can be easily formed and formed to shield equipment and structures that are sources of neutron generation, and it can be formed at high cost. The object of the present invention is to provide fiber-reinforced neutron-shielding mortar concrete that has mechanical strength and toughness in bending, compression, etc., and is highly durable and economical.

この目的は、硼素化合物を5〜200rIim%(以下
全て配合割合は水硬性物質に対する重量パーセントで示
す)含有し、補強繊維が0.3〜5%、セメント硬化促
進剤が40%以下よりなる繊維強化中性子遮蔽モルタル
コンクリートにより解決される。
This purpose is to create fibers containing 5 to 200 rIim% of a boron compound (all blending ratios are expressed in weight percent based on the hydraulic substance), 0.3 to 5% of reinforcing fibers, and 40% or less of a cement hardening accelerator. The solution is reinforced neutron shielding mortar concrete.

本発明の特長とするところは、第1にセメントを硼素化
合物の異常反応による初期のセメントの瞬結性とその影
響による養生中の硬化不良性の両者を硬化促進剤を用い
ることにより施工性及びモルタルコンクリートの機械的
物性を向上させること、第2にhli強繊維を配合する
ことにより施工性は低下せず成形性に優れ、曲げ、圧縮
強度とその靭性を高めた中性子遮蔽モルタルコンクリー
トであること、の2点である。
The features of the present invention are as follows: Firstly, by using a curing accelerator, cement is improved in workability by reducing both the instantaneous setting of cement at the initial stage due to the abnormal reaction of boron compounds and the poor curing during curing due to the influence thereof. The mechanical properties of mortar concrete should be improved, and secondly, it should be a neutron-shielding mortar concrete that has excellent formability without deteriorating workability by blending hli strong fibers, and has increased bending and compressive strength and toughness. There are two points.

本発明のポイントは従来%【しいとされていたセメント
と硼素化合物に更にセメント硬化促進剤を用いる組合U
によって顕著な中性子遮蔽モルタル成形体を提供するこ
とが可能となったことである。
The key point of the present invention is that a combination of cement and a boron compound, which was previously thought to be suitable, and a cement hardening accelerator is used.
This makes it possible to provide a mortar molded body with remarkable neutron shielding.

このセメント硬化促進剤が、セメントと硼素化合物、特
に水に溶解して硼酸イオンを出し易い硼酸や硼砂、硼酸
カルシウムのような化合物を混合〔また時に起るセメン
トの瞬結現象や養生中の硬化遅延作用を防止してセメン
トの硬化反応と同様に取扱える範囲にすることを可能と
する。
This cement hardening accelerator mixes cement with boron compounds, especially compounds such as boric acid, borax, and calcium borate, which easily dissolve in water and release borate ions. This makes it possible to prevent delayed effects and keep it within a range that can be handled in the same way as the hardening reaction of cement.

本発明に用いられる硬化促進剤の具体例としては、水酸
化リヂウム、アルミン酸カルシウム、酢酸カルシウムが
挙げられる。該る硬化促進剤の添加効果は、硼酸やコレ
マナイト、ポロカルザイト等の硼素化合物を大量に添加
した時、ケなわち水硬性物質に対して35%以上添加し
た時、に生ずる大量の硼酸イオンに対して顕著であり、
この場合硬化促進剤を添加しないものではセメントの硬
化体は得られない。この際の硬化促進剤の添加量ととて
は、硼素化合物配合割合(%)XO,1以上が必要であ
/3.そして、セメントモルタルの硬化促進性、硬化体
の高い機械的物性及び高い中性子遮蔽性を得るためには
該る硬化促進剤を40%以下で添加することが有効であ
る。40%を越えて添加するとセメントモルタルの硬化
時の発熱が大きく、硬化時に杵しい体積変化をきたすの
で好ましくない。
Specific examples of the curing accelerator used in the present invention include lithium hydroxide, calcium aluminate, and calcium acetate. The effect of the addition of such a hardening accelerator is to reduce the large amount of boric acid ions that are generated when a large amount of boron compounds such as boric acid, colemanite, and polocalcite are added, that is, when they are added in an amount of 35% or more based on the hydraulic material. It is remarkable that
In this case, a hardened cement product cannot be obtained unless a hardening accelerator is added. The amount of curing accelerator added at this time requires a boron compound blending ratio (%) of XO, 1 or more. In order to obtain hardening accelerator properties of cement mortar, high mechanical properties and high neutron shielding properties of the cured product, it is effective to add the curing accelerator in an amount of 40% or less. If it is added in an amount exceeding 40%, the cement mortar generates a large amount of heat during hardening, and the volume changes drastically during hardening, which is not preferable.

より好ましくは30%以下である。More preferably it is 30% or less.

本発明で用いる硼素化合物は、天然鉱物としてはコレマ
ナイト(ColcmaniLe 2CaO・3BtOs
・511*O)、ポロ力ルザイト(Borocalci
Le 4CaO”5820s”711tO)のふるいの
呼び寸法5mm以下粉体がよい。合成物としては硼酸、
硼砂、チタン硼素、ジルコニウム硼素、モリブデン硼素
の粉体がよく、硼酸、硼砂等は水に溶解して使用しても
かまわない。
The boron compound used in the present invention is colemanite (ColcmaniLe 2CaO・3BtOs) as a natural mineral.
・511*O), Borocalci
It is preferable to use powder with a nominal sieve size of 5 mm or less. As a synthetic product, boric acid,
Powders of borax, titanium boron, zirconium boron, molybdenum boron are preferred, and boric acid, borax, etc. may be used after being dissolved in water.

硼素化合物の添加率は5〜200%で効果的であるが、
好ましくは10〜100%、より好ましくは25〜10
0%である。その添加率が5%未満では中性子の吸収能
力が劣り、200%を越えると/i′Al41時の発熱
が激しく、成型体の体積変化が大きいため、厚み斑や、
残留歪などによるクラック発生原因となり好ましくない
The addition rate of boron compound is effective at 5 to 200%, but
Preferably 10-100%, more preferably 25-10
It is 0%. If the addition rate is less than 5%, the neutron absorption ability will be poor, and if it exceeds 200%, the heat generation during /i'Al41 will be intense, and the volume change of the molded product will be large, resulting in uneven thickness,
This is undesirable as it causes cracks to occur due to residual strain.

コンクリートは一般に圧縮力に対しては強いが、引張り
や曲げの力に対しては大変弱く、またその伸びが小さい
ために脆いという欠点を(fしている。
Concrete is generally strong against compressive forces, but is very weak against tensile and bending forces, and has the disadvantage of being brittle due to its low elongation.

それらの欠点を補うべく鉄筋や鉄骨を配しhli強性を
得ているのが現状である。
In order to compensate for these shortcomings, the current situation is to provide hli strength by arranging reinforcing bars and steel frames.

本発明は、施工性を損うことなく hl?強繊維を添加
することによりモルタルコンクリートの欠点、すなわち
引張り強度、曲げ強度、衝撃強度等の性能を向上さける
ものである。捕強繊uCとしてはポリビニルアルコール
(以下PVΔと略)系合成繊維、ポリアクリロニトリル
(以下PΔNと略)系合成繊維、カーボン繊維、アラミ
ド繊U[、ポリアリレート繊維のモノフィラメント又は
フィラメントを集束した集束フィラメントの各々のロッ
ド状物またはチョツプドストランドを用いるのが好まし
い。耐アルカリガラス繊iffや鋼繊維を併用してもよ
く、繊維は一種又はそれ以上の混合でしよい。
The present invention can be used without impairing workability. By adding strong fibers, the disadvantages of mortar concrete, such as tensile strength, bending strength, and impact strength, are improved. The binding fibers uC include polyvinyl alcohol (hereinafter abbreviated as PVΔ)-based synthetic fibers, polyacrylonitrile (hereinafter abbreviated as PΔN)-based synthetic fibers, carbon fibers, aramid fibers U[, and monofilaments of polyarylate fibers or bundled filaments made by focusing filaments. It is preferable to use rod-shaped articles or chopped strands of each of the following. Alkali-resistant glass fiber IF and steel fiber may be used in combination, and one or more fibers may be mixed.

更に鉄筋や鉄骨構造物との併用は効果的である。Furthermore, it is effective to use it in combination with reinforcing bars and steel structures.

特にPVA系合成繊維は、セメントとの接着性が良く1
.かつセメント中の長期間の耐アルカリ性や硼素化合物
に対する対薬品性に優れ、さらにPVA化合物は多量の
水素原子を含有するために中性子吸収性能も大きくかつ
放射線劣化に対しても優れていることなどから補強ta
維としては最らa効である。
In particular, PVA-based synthetic fibers have good adhesion to cement.
.. In addition, PVA compounds have excellent long-term alkali resistance and chemical resistance against boron compounds in cement, and because PVA compounds contain large amounts of hydrogen atoms, they have high neutron absorption performance and are also excellent against radiation deterioration. Reinforcement ta
It is the most effective fiber.

モルタルコンクリートの補強性を得るための繊e(1°
物性としては、引張り強度90kg/mm’以上、ヤン
グ率は1700kg/mm’以上の機械的性能を有する
ことが挙げられる。引張り強度が90kg/n+m”未
満、ヤング率が1700kg/mm”未満では充分なモ
ルタルコンクリートのhli強効果は得られない。
Fiber e (1°
Physical properties include mechanical properties such as a tensile strength of 90 kg/mm' or more and a Young's modulus of 1700 kg/mm' or more. When the tensile strength is less than 90 kg/n+m'' and the Young's modulus is less than 1700 kg/mm'', a sufficient hli strength effect of mortar concrete cannot be obtained.

tM t(uの形pは繊度6デニール以上でアスペクト
比(tJ! t(を長さ(L)をその断面積に相当する
円の直径(D)で除した値)か30〜300のものであ
る。繊維の切断面は円形又は扁平等の異形であってもよ
く、それはモノフィラメントであっても、またメラミン
樹脂、ホルマリン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
酢酸ビニル樹脂、PVA樹脂等によってモノフィラメン
トを集束した集束繊<4tを切断したヂョツプドストラ
ンドであってもよい。なお集束$a i(tの場合のア
スペクト比(L/D)は、集束断面積に相当する円直径
(D)に対する繊維長(L)の割合である。繊度が6デ
ニール未満の細い繊維では、添加する繊維本数が多くな
りモルタルコンクリートの流動性が損なわれ、混合、施
工時に問題となる。好ましい繊度は100〜10000
デニールであり更に好ましくは350〜5000デニー
ルである。
tM t (U shape p is fineness of 6 denier or more and aspect ratio (tJ! t (the value obtained by dividing the length (L) by the diameter (D) of the circle corresponding to its cross-sectional area) or 30 to 300. The cut surface of the fiber may be a circular or oblate shape, and it may be a monofilament or a monofilament made of melamine resin, formalin resin, urea resin, epoxy resin, polyvinyl acetate resin, PVA resin, etc. It may be a chopped strand obtained by cutting the bundled fibers <4t.The aspect ratio (L/D) in the case of the bundle $a i (t) is the circular diameter (D ).Thin fibers with a fineness of less than 6 deniers increase the number of fibers added, impairing the fluidity of mortar concrete and causing problems during mixing and construction.The preferred fineness is 100. ~10000
denier, more preferably 350 to 5000 denier.

アスペクト比が繊維の形態を示す尺度でありアスペクト
比が30未満ではモルタルコンクリートへの混合分散性
はよいもののモルタルコンクリートの硬化後の引張り、
曲げ応力に対し繊eftの引抜けが起こり補強効果は得
られない。一方300を越えては繊維同志の絡み合いが
起りモルタルコンクリートへ添加しても繊f(iの均一
な分散性が得られないため補強効果も得られない。更に
好適な範囲は40〜+00である。
The aspect ratio is a measure of the morphology of the fibers, and if the aspect ratio is less than 30, the mixing and dispersibility in mortar concrete is good, but the tensile strength after hardening of mortar concrete is
The fibers eft are pulled out due to bending stress, and no reinforcing effect can be obtained. On the other hand, if it exceeds 300, the fibers become entangled, and even if added to mortar concrete, uniform dispersion of fibers f(i) cannot be obtained, so no reinforcing effect can be obtained.A more preferable range is 40 to +00. .

繊維の添加率は0.3〜5%であり、更に好ましくは0
.5〜2%である。繊維の添加率が0.3%未満では引
張り曲げ及び靭性に対し充分な補強性能は得られず1.
5%を越えては、繊維量が多すぎるために混練時のモル
タルの流動性が損われ、繊維の均一分散性が得られない
ため施工性に問題が起り、当然充分なhli強性能も得
られない。かかる条件を只備した補強繊維を用いたモル
タルコンクリートは本発明の配合において混練、成形時
に係る取り扱い性、及び成形性、施工性において従来の
モルタルコンクリートと同様にl及うことか可能である
The addition rate of fiber is 0.3 to 5%, more preferably 0.
.. It is 5-2%. If the addition rate of fiber is less than 0.3%, sufficient reinforcing performance for tensile bending and toughness cannot be obtained.1.
If it exceeds 5%, the fluidity of the mortar during kneading will be impaired due to the amount of fibers being too large, and problems will occur in workability as uniform dispersion of fibers cannot be obtained, and of course sufficient hli strength performance will not be obtained. I can't. Mortar concrete using reinforcing fibers meeting these conditions can be as good as conventional mortar concrete in handling properties during kneading and molding, as well as formability and workability.

またta t(mの強度及びヤング率、モルタルコンク
リート中での分散性、及び添加率を規定することにより
補強性能か優れ、かつ、繊維の経済性ら含めろとその補
強効果は従来になく優れたものが得られる。
In addition, by specifying the strength and Young's modulus of ta t (m), dispersibility in mortar concrete, and addition rate, the reinforcing performance is excellent, and when the economical efficiency of fibers is included, the reinforcing effect is better than ever. You can get what you want.

水硬性物質としてのセメントは、普通ポルトランドセメ
ント、中庸熱ポルトランドセメント、高炉セメント(へ
〜C種)、フライアッシュセメン!・(へ〜C種)、ン
ルカセメント、MOセメントljどである。その他早強
ポルトランドセメント、超j11−強ボルトランドセメ
ント、アルミナセメント、白色ポルトランドセメント、
膨張セメント等の一般に用いられるセメントが挙げられ
る。
Cement as a hydraulic substance is ordinary Portland cement, moderate heat Portland cement, blast furnace cement (class C), and fly ash cement! - (Class C), Nunka cement, MO cement lj, etc. Other early strength Portland cement, super J11-strong Boltland cement, alumina cement, white Portland cement,
Examples include commonly used cements such as expanded cement.

骨材としては高分子樹脂粉末や重コンクリート用骨材等
を用いることができる。高分子樹脂粉末は、水素原子含
有高分子化合物で、1モル当りの水素原子含有量の多い
パラフィン系高分子であるポリエチレン、ポリプロピレ
ン、PVAが好ましい。その(也ボリスヂレン、ポリメ
チルメタアクリレート、ポリアククロニトリル、セルロ
ーズ等を用いることができ、施工性の点から、それらの
最大粒子直径が211I+1以下である粉末がよく、必
要に応じ通常30%以下の範囲で用いることができろ。
As the aggregate, polymer resin powder, aggregate for heavy concrete, etc. can be used. The polymer resin powder is a hydrogen atom-containing polymer compound, preferably polyethylene, polypropylene, or PVA, which are paraffinic polymers with a high hydrogen atom content per mole. (Also Borisdylene, polymethyl methacrylate, polyaccuronitrile, cellulose, etc.) can be used, and from the viewpoint of workability, powders whose maximum particle diameter is 211I+1 or less are preferred, and if necessary, usually 30% or less It can be used within the range of

また重コンクリート用骨材としては磁鉄鉱、磁鉄鉱、砂
鉄、重晶石、鉄粉、リン鉄、高炉スラグ等を用いること
ができ、それら1種又は2種以」−の組合仕により、必
要に応じ通常200%以下の範囲で添加することができ
る。
In addition, as aggregate for heavy concrete, magnetite, magnetite, iron sand, barite, iron powder, iron phosphorus, blast furnace slag, etc. can be used, and one or more of these types can be used in combination as required. Usually, it can be added in a range of 200% or less.

次に混練方法は、面記硼素化合物、及び必要に応じ高分
子樹脂粉末、重コンクリート用骨相及びセメントをモル
タルミキサーまたは二輔式ミギザ−、オーガー式ミキサ
ー、傾胴式ミキサー、オムニミキサー、アイリッヒ型ミ
キサー、バッチャ−プラント等の混椋装置で空練りし、
更にその中へ水とセメント硬化促進剤を添加し、最後に
補強繊維をファイバーボールにならないように投入して
均一なモルタルベース)・を得る。
Next, the kneading method is to knead the boron compound, polymer resin powder if necessary, bone phase for heavy concrete, and cement using a mortar mixer, a two-socket mixer, an auger mixer, a tilting mixer, an omni mixer, an Eirich type mixer, etc. Dry kneading is carried out using a mixing device such as a mixer or a batcher plant.
Further, water and a cement hardening accelerator are added to the mixture, and finally, reinforcing fibers are added to avoid forming fiber balls to obtain a uniform mortar base.

成型はかかるモルタルペーストを所定の型枠へ流し込み
、又は必要に応じ振動成型、プレス成型、遠心成型等の
方法により行う。プレパツクドコンクリート用としても
よく、また鉄筋等の補強筋を配した型枠へ流し込むこと
も可能である。養生は、室温あるいは40〜80℃程度
の蒸気養生によって硬化さけた後脱型し、さらに気中又
は水中養生を行い、2週間後の圧縮強度150kg/c
m”以上、曲げ強度40kg/Cm”以上の硬化体を得
ることができる。
The molding is performed by pouring the mortar paste into a predetermined mold, or by vibration molding, press molding, centrifugal molding, or the like, if necessary. It can be used for pre-packed concrete, and it can also be poured into formwork with reinforcing bars such as reinforcing bars. Curing is done at room temperature or with steam curing at about 40-80℃ to avoid hardening, then demolding, followed by curing in air or water, resulting in a compressive strength of 150 kg/c after 2 weeks.
It is possible to obtain a cured product having a bending strength of 40 kg/cm" or more.

硬化体は、第1図に示す曲げ応力〜たイつみ曲線より明
らかなように、繊維で補強されているために補強されて
いないものと比べると最高破壊強度は勿論向上し、破壊
は急激に起らず、そのたわみが大きくなり高い靭性を示
すものとなる。以下実施例及び比較例にて説明する。
As is clear from the bending stress vs. bending curve shown in Figure 1, the cured product is reinforced with fibers, so the maximum breaking strength is of course higher than that of the unreinforced one, and the breakage is rapid. This does not occur, and the deflection increases, indicating high toughness. This will be explained below using Examples and Comparative Examples.

実施例1〜7、比較例1〜4 コレマナイトを使用する場合として、粉砕したコレマナ
イト(ふるいの呼び寸法1.2mmを全通)、水酸化リ
チウム、酸化第1鉄、PVA粉末(平均粒径1m+a)
 、及び普通ポルトランドセメントを所定量をオムニミ
キサーに投入し、1分間空練りを行い、更に所定量の水
を投入し5分間混練する。
Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 4 When using colemanite, crushed colemanite (passed through a sieve with a nominal size of 1.2 mm), lithium hydroxide, ferrous oxide, PVA powder (average particle size 1 m + a )
A predetermined amount of , and ordinary Portland cement were put into an omni mixer, and the mixer was dry-kneaded for 1 minute, and then a predetermined amount of water was added and kneaded for 5 minutes.

しかる後にビニロン繊維(クラレ社製RF 35002
×17、繊度350デニール、引張り強度及びヤング率
が各々93kg/+m”、 3100kg/mm’、繊
維長17mm、アスペクト比が85)をファイバーボー
ルにならないようにほぐしながらかかるモルタルペース
トに添加し、5分間混練して均一な繊維混入モルタルを
得た。配合は第1表の実施例1〜5、及び比較例1〜3
に示す通りである。
After that, vinylon fiber (RF 35002 manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
x 17, fineness 350 denier, tensile strength and Young's modulus 93 kg/+m'' and 3100 kg/mm' respectively, fiber length 17 mm, aspect ratio 85) were added to the mortar paste while loosening so as not to form fiber balls, and A homogeneous fiber-mixed mortar was obtained by kneading for a minute.
As shown.

次に硼酸を使用する場合として、硼酸、PVA粉末、及
び普通ポルトランドセメントを所定量オムニミキサーに
投入し、1分間空練りを行い、更に所定量の水であらか
じめ溶解しておいた水酸化リチウム水溶液を投入し、5
分間混練する。しかる後にビニロン繊維It F 35
002x 17をファイバーボールにならないように添
加し5分間混練して均一な繊維混入モルタルを得た。配
合は第2表の実施例6.7及び比較例4に示す通りであ
る。
Next, when using boric acid, put a predetermined amount of boric acid, PVA powder, and ordinary Portland cement into an omni mixer, dry mix for 1 minute, and then add a pre-dissolved lithium hydroxide aqueous solution with a predetermined amount of water. Insert 5
Knead for a minute. After that, vinylon fiber It F 35
002x17 was added so as not to form fiber balls and kneaded for 5 minutes to obtain a uniform fiber-mixed mortar. The formulations are as shown in Example 6.7 and Comparative Example 4 in Table 2.

以上実施例1〜7、及び比較例1〜4により得たモルタ
ルはただちに所定の型枠(圧縮、曲げ強度測定用、及び
中性子遮蔽テスト用)に流し込み成型を行った。脱型は
一昼夜室温気乾状態で放置硬化後行い、養“生も同一条
件下で4週間行った。
The mortars obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 were immediately poured into predetermined molds (for compression, bending strength measurement, and neutron shielding test) and molded. Demoulding was carried out after being left to dry overnight at room temperature and cured, and curing was also carried out under the same conditions for 4 weeks.

配合に用いた材料は硼素化合物(硼酸:ボラツクス社製
、コレマナイト二金星興業社製)、硬化促進剤(水酸化
リチウム:和光純薬社製)、高分子樹脂粉末(完全ケン
化PVA微粉:クラレ社製粒径II以下)、重コンクリ
ート用骨材(酸化第1鉄:川崎製鉄社製へマタイト)、
セメント(小野田社製普通ポルトランドセメント)、水
(旭川系水道水)を用いた。
The materials used in the formulation were boron compounds (boric acid: manufactured by Borax Co., Ltd., Colemanite manufactured by Nikinboshi Kogyo Co., Ltd.), curing accelerator (lithium hydroxide: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), polymer resin powder (fully saponified PVA fine powder: Kuraray) aggregate (ferrous oxide: hematite manufactured by Kawasaki Steel), aggregate for heavy concrete (ferrous oxide: hematite manufactured by Kawasaki Steel),
Cement (ordinary Portland cement manufactured by Onoda Corporation) and water (Asahikawa tap water) were used.

成型性及び成型時に係る観察は下記のような方法で行っ
た。
Observations regarding moldability and molding were performed using the following method.

(1)成型性:JIS  ^5201によるモルタルの
フロー値を測定した。
(1) Moldability: The flow value of mortar was measured according to JIS 5201.

(2)補強繊維の分散性:JIS  ^1103による
モルタルの洗い試験方法に準じて、金網上にモルタルを
採取し、水洗することによりモルタルを洗い落した後の
繊維の分散性を肉眼判定した。分散性の判定は均一なと
き◎、ファイバーボールがある時×、その中間程度を○
とした。
(2) Dispersibility of reinforcing fibers: According to the mortar washing test method according to JIS ^1103, mortar was collected on a wire mesh and washed with water to remove the mortar, and the dispersibility of the fibers was visually judged. Dispersibility is judged as ◎ when it is uniform, × when there are fiber balls, and ○ when it is in the middle.
And so.

(3)硬化時のモルタルの発熱:温度計をモルタル中に
埋込み、その温度上昇を測定、温度上昇10℃以上の時
×、それ以下を○とした。
(3) Heat generation of mortar during curing: A thermometer was embedded in the mortar and the temperature rise was measured. When the temperature rise was 10°C or more, it was marked as x, and when it was lower, it was marked as ○.

(4)硬化性について:型枠流し込み後室温で一昼夜放
置後、脱型操作の出来る硬度のものを◎、脱型できない
程未硬化のものを×、その中間程度をOとした。
(4) Regarding hardenability: After pouring into a mold and leaving it at room temperature for a day and night, a hardness that allows removal from the mold is rated as ◎, a hardness that is so uncured that it cannot be removed is rated as ×, and a hardness in between is rated as O.

(5)成型体の変型:型枠流し込み後室温で一昼夜放置
後の成型体の表面の盛り上り、へこみ、クラックの発生
有無などを観察し、変形等異常のあるものを×、異常の
ないものを0とした。
(5) Deformation of the molded product: After pouring into the mold and leaving it at room temperature for a day and night, observe the surface of the molded product for bulges, dents, and cracks. was set to 0.

硬化体の機械的物性測定 曲げ強度及び圧縮強度測定用供試体は厚さ5cm。Measurement of mechanical properties of cured products The specimen for measuring bending strength and compressive strength was 5 cm thick.

+113se+m、長さ25cmの型枠に流し込み成型
を行い、養生後厚さ5cm、 115cm、長さ15c
mに切断したものを用いた。
+113se+m, poured into a 25cm long formwork, and after curing it became 5cm thick, 115cm long, 15cm long.
A piece cut into lengths of m was used.

(1)曲げ強度コインストロンTTCMを用い支点間距
離10cmとし、載荷速度0.2c+*/分で中央載荷
方式にて曲げ応力〜たわみ線図から初期破壊強度(Lo
P)と最大破壊強度(MOR)及びその時のたわみ量を
411定した。曲げ応力度は3PL/(2bt”)より
曲げ強度を求めた。(但しPは荷重kgSLは測定スパ
ン10cm、 b、 tは各々供試体の厚さ、巾)(2
)圧縮強度:曲げ強度測定と同じ方法による成型物にて
供試体を厚さ5cn+、中5cm、長さ15cmとした
。測定は圧縮断面積を5cmX 5cmの大きさとし載
荷速度0,2c*/itで島津製作所製万能試験機にて
最高圧縮強度を求めた。第1表および第2表にモルタル
成型時の成型性、機械的物性も併せて示した。
(1) Bending strength Using Cointron TTCM, the distance between the supporting points is 10 cm, the loading speed is 0.2 c++/min, the center loading method is used, and the initial fracture strength (Lo
P), the maximum breaking strength (MOR), and the amount of deflection at that time were determined as 411. The bending stress was determined from 3PL/(2bt"). (P is the load kg, SL is the measurement span 10cm, and b and t are the thickness and width of the specimen, respectively) (2
) Compressive strength: The specimen was molded using the same method as the bending strength measurement, and had a thickness of 5 cm+, a medium diameter of 5 cm, and a length of 15 cm. In the measurement, the maximum compressive strength was determined using a universal testing machine manufactured by Shimadzu Corporation at a compression cross-sectional area of 5 cm x 5 cm and a loading rate of 0.2 c*/it. Tables 1 and 2 also show the moldability and mechanical properties during mortar molding.

以下余白 第1表に示したコレマナイト使用の場合、コレマナイト
40%以下の添加率の時、硬化促進剤を添加U゛ずその
結果をみると、実施例1〜3、比較例1〜3より、コレ
マナイト添加率の増加によりモルタルの硬化性能は低下
し、圧縮強度も低下する。
In the case of using colemanite shown in Table 1 below, when the addition rate of colemanite is 40% or less, a curing accelerator is not added. Looking at the results, from Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, As the addition rate of colemanite increases, the hardening performance of the mortar decreases, and the compressive strength also decreases.

特に比較例3はコレマナイトが40%になるとモルタル
は硬化しない結果となった。実施例4.5及び比較例2
は硬化促進剤を10%添加することによりモルタルの硬
化性が向上し、圧縮強度も向上したことを示している。
In particular, in Comparative Example 3, when the colemanite content was 40%, the mortar did not harden. Example 4.5 and Comparative Example 2
shows that the addition of 10% curing accelerator improved the curability of the mortar and also improved the compressive strength.

補強繊維の添加効果は、実施例4と比較例2から明らか
であり、すな4つち補強繊維を用いたものはクラックの
発生もなく、曲げ、圧縮強度及び靭性ら向上した。特に
曲げ強度はMORも増大し、たわみも増加して靭性の向
上は著しい。
The effect of adding reinforcing fibers is clear from Example 4 and Comparative Example 2, in which the four reinforcing fibers did not generate cracks and improved bending, compressive strength, and toughness. In particular, with regard to bending strength, the MOR increases, the deflection also increases, and the toughness is significantly improved.

第2表に示した硼酸を用いた場合、実施例6.7及び比
較例4を比べると、硬化促進剤を添加しない比較例4の
モルタルは硬化せず、硬化促進剤を20%添加すること
によりモルタルは硬化したことを示している。また実施
例6.7の曲げ、圧縮強度は共に高く、良好な成型体を
得ることができた。実施例7は硬化促進剤を添加すれば
比較例1の硼素化合物を添加しないものより曲げ、圧縮
強度共に増加し、靭性も向上したことを示している。
When boric acid shown in Table 2 is used, when comparing Example 6.7 and Comparative Example 4, the mortar of Comparative Example 4 without the addition of a curing accelerator does not harden, but the mortar with 20% curing accelerator added is found. This indicates that the mortar has hardened. Furthermore, the bending and compressive strengths of Examples 6 and 7 were both high, and good molded bodies could be obtained. Example 7 shows that the addition of a hardening accelerator increased both the bending and compressive strengths and improved the toughness compared to Comparative Example 1 in which no boron compound was added.

曲げ応力〜たわみ曲線の代表例を第1図に示した。A typical example of the bending stress-deflection curve is shown in FIG.

中性子遮蔽効果 本発明の中性子遮蔽コンクリートは、種々の減速材によ
って減速された低速中性子およびその捕獲によって生じ
る2次ガンマ線の生体遮蔽を目的としている。中性子は
物質透過力が大きいのでブレーンコンクリートでは充分
遮蔽することかできないばかりではなく、コンクリート
との反応によって二次ガンマ線を生じるので生体遮蔽材
としては使用できない。本発明のコンクリートは、硼素
化合物と水素化合物を混入させることにより効果的に中
性子を打衣るように考案されている。すなわち、水素原
子核によってあらゆる方向に散乱させ捕獲され易くした
中性子を硼素原子核によって吸収するわけである。中性
子と硼素核との反応は”B  +   ’n   = 
  7Li   +  1dle  +   2.79
  MeVで表わされ、荷電粒子(α粒子)とガンマ線
を放出する。このときに発生するガンマ線はエネルギー
がそれほど大きくないので通常のブレーンコンクリート
で効果的に遮蔽できる。また、α粒子(’l1a)は容
易に遮蔽されるので問題はない。しかし、プレーンコン
クリートと中性子との反応によって生じるガンマ線はエ
ネルギーが比較的高いので本実験で用いた厚さのコンク
リートでは効果的に遮蔽できない。したがって、中性子
遮蔽効果は、中性子捕獲によって発生する捕獲ガンマ線
を検出することによって判定できる。
Neutron Shielding Effect The neutron shielding concrete of the present invention is intended to shield living organisms from slow neutrons moderated by various moderators and secondary gamma rays generated by their capture. Since neutrons have a large ability to penetrate through substances, not only can brain concrete not only be unable to sufficiently shield neutrons, but also produce secondary gamma rays when reacting with concrete, so it cannot be used as a biological shielding material. The concrete of the present invention is designed to effectively block neutrons by incorporating a boron compound and a hydrogen compound. In other words, neutrons that are scattered in all directions by hydrogen nuclei and are easily captured are absorbed by boron nuclei. The reaction between neutrons and boron nuclei is “B + 'n =
7Li + 1dle + 2.79
It is expressed in MeV and emits charged particles (α particles) and gamma rays. The gamma rays generated at this time do not have much energy, so they can be effectively shielded with ordinary brane concrete. Further, since the α particles ('l1a) are easily shielded, there is no problem. However, gamma rays produced by the reaction between plain concrete and neutrons have relatively high energy, so concrete of the thickness used in this experiment cannot effectively shield them. Therefore, the neutron shielding effect can be determined by detecting captured gamma rays generated by neutron capture.

第2図は、中性子遮蔽効果の測定実験配置図であり、第
3図は測定用コンクリートブロックの詳細配置図である
。本測定は高エネルギー物理学研究所中性子散乱施設(
KENS)において行なわれた。500MeV陽子シン
クロトロン(ブースター)よりのパルスビームをターゲ
ット(ウラン238)に照射して発生ずる高速中性子を
ターゲット上に置かれた減速材(20に固体メタン)で
誠速した(このときの中性子強度分布を第4図に示す)
後、中性子導管により29I11後方のバックグラウン
ドの低い場所に導き、測定用の入射中性子とした。入射
中性子の強度は導管出口に取付けたヘリウム−3カウン
ターlによって測定し、タイムアナライザー(TΔ)2
によってパルス波形として記録した。
FIG. 2 is a layout diagram for a measurement experiment of neutron shielding effect, and FIG. 3 is a detailed layout diagram of concrete blocks for measurement. This measurement was conducted at the High Energy Physics Research Institute Neutron Scattering Facility (
KENS). A pulse beam from a 500 MeV proton synchrotron (booster) is irradiated onto a target (uranium-238), and the fast neutrons generated are speeded up by a moderator (solid methane at 238) placed on the target (the neutron intensity at this time is The distribution is shown in Figure 4)
Thereafter, the neutrons were guided to a location behind 29I11 with a low background using a neutron conduit, and were used as incident neutrons for measurement. The intensity of the incident neutrons was measured by a helium-3 counter installed at the outlet of the conduit, and time analyzer (TΔ) 2
was recorded as a pulse waveform.

試料は、本発明の実施例1.2.3.6.7と比較例1
の成型体を所定の大きさブロックにしたもので第2図お
よび第3図に示す配置をとった。入射中性子は試料の5
cmX 15cmの面積内に照射した。
The samples are Example 1.2.3.6.7 of the present invention and Comparative Example 1
The molded body was made into blocks of a predetermined size, and the arrangement was as shown in FIGS. 2 and 3. The incident neutron is 5
Irradiation was performed within an area of cm x 15 cm.

捕獲ガンマ線の測定は、第4図の5MeVよりも低いエ
ネルギーを6つ入射中性子を用いて行なった。
Measurement of captured gamma rays was performed using six incident neutrons with energy lower than 5 MeV shown in FIG.

すなわち、フォトマル管の窓口にガンマ線シンチレータ
−(BGO)を貼り付け、黒色テープで完全に遮光した
検出器3を測定用コンクリートの後方(X+)および上
方(X、)にそれぞれ置き、発光強度を測定しタイムア
ナライザー4を用いてパルス波形で記録した。測定は!
測定当り数分〜20分間積算した。
That is, a gamma ray scintillator (BGO) is attached to the window of the photomultiply tube, and the detector 3, which is completely shielded from light with black tape, is placed behind (X+) and above (X,) the measurement concrete, respectively, and the emission intensity is measured. It was measured and recorded in a pulse waveform using Time Analyzer 4. Measure!
The measurement was carried out for several minutes to 20 minutes.

実験l コレマナイト及び硼酸の効果率の異るモルタルコンクリ
ートの遮蔽効果測定に供するテスト用モルタルコンクリ
ートは各々実施例1.2.3.7及び比較例1の配合を
各々第5図および第6図に示す形に成型した。中性子源
に近い側に実施例1.2.3及び7の配合の厚さ5c+
mのモルタルコンクリートを置き、その後方に比較例1
のモルタルコンクリートを厚さ10cmとし、全体の大
きさを厚さ15cm、中15CI111高さ25cmの
成型体とし、後方(xl)での二次ガンマ−線の強度測
定を行った。この結果を第3表に示した。また入射中性
子スペクトル及び検出ガンマ−線スペクトルのテストN
ol、5の例を第11−14図に示した。
Experiment 1 Test mortar concrete used to measure the shielding effect of mortar concrete with different effectiveness rates of colemanite and boric acid was prepared using the formulations of Example 1.2.3.7 and Comparative Example 1 as shown in Figures 5 and 6, respectively. It was molded into the shape shown. Thickness 5c+ of the formulations of Examples 1.2.3 and 7 on the side closer to the neutron source
Comparative example 1 was placed behind m mortar concrete.
The mortar concrete was made to have a thickness of 10 cm, and the overall size was made into a molded body with a thickness of 15 cm and a height of 25 cm, and the intensity of secondary gamma rays at the rear (xl) was measured. The results are shown in Table 3. Also, test N of incident neutron spectrum and detected gamma ray spectrum.
Examples of ol, 5 are shown in Figures 11-14.

以下余白 規格化した値は入射中性子スペクトルの最大インテンシ
テイが変化するため、テストNolの最大インテンシテ
イになるようにテストNo2〜5を比例計算により求め
、テストNotの検出二次ガンマ−線をlとした時の値
から検出二次ガンマ−線の(t′1を求めた。以下全て
同じ方法である。
Since the maximum intensity of the incident neutron spectrum changes in the margin-normalized values below, test Nos. 2 to 5 are calculated by proportional calculation so that the maximum intensity of test No. (t'1) of the detected secondary gamma ray was determined from the value when .

実験Iはコレマナイト添加率を10〜30%まで変化し
た時の遮蔽効果測定であり、比較例1のブレンモルタル
コンクリートに対して規格化した値で示した。実施例2
の検出二次ガンマ−線は0.083まで低減さ仕ること
ができ、実施例2.3も充分な中性子遮蔽効果が認めら
れた。実施例7の配合は規格化した二次ガンマ−線の値
が0.048と更に一に低減し、本配合の中性子遮蔽効
果は顕著である。これは硬化促進剤中のリチウムの効果
によるものと思われる。
Experiment I was a measurement of the shielding effect when the colemanite addition rate was varied from 10 to 30%, and the values were normalized to the Blen mortar concrete of Comparative Example 1. Example 2
The detected secondary gamma rays could be reduced to 0.083, and Example 2.3 was also found to have a sufficient neutron shielding effect. The formulation of Example 7 further reduced the normalized secondary gamma ray value to 0.048, and the neutron shielding effect of this formulation was remarkable. This seems to be due to the effect of lithium in the curing accelerator.

実験2 遮蔽モルタルコンクリートの位置 実験■で用C)た供試体で、実施例7配合のテストNo
5(第6図)と同配合にて成型した第7図を用いて中性
子線源に近い側に厚さ10cmの比較例Iの配合、その
後に実施例7の配合を厚さ5cmとして後方(xl)の
二次ガンマ二線のインテンシテイを測定した。その結果
を第4表に示した。
Experiment 2 Position of shielding mortar concrete Test No. 7 of the test sample used in the experiment
5 (Figure 6) and molded with the same formulation as in Figure 7, the formulation of Comparative Example I with a thickness of 10 cm was placed on the side closer to the neutron beam source, and then the formulation of Example 7 was molded with a thickness of 5 cm at the rear ( xl) was measured for the intensity of the second-order gamma ray. The results are shown in Table 4.

遮蔽モルタルがテストNo6のようにブレーンモルタル
コンクリートよりも後方に配置されている場合は、二次
ガンマ−線の規格化された値は0.9まで低下したのみ
で遮蔽効果は少い。このことから、中性子遮蔽モルタル
は中性子線源?こ近いところに配置し、中性子を減速し
て打衣ることが効果的であることがわかる。
When the shielding mortar is placed behind the brane mortar concrete as in Test No. 6, the normalized value of the secondary gamma rays only decreases to 0.9, and the shielding effect is small. From this, is the neutron shielding mortar a neutron source? It can be seen that it is effective to place the neutrons close to each other and slow down the neutrons.

実験3 遮蔽モルタルコンクリート側面での遮蔽効果測定に供す
るテスト用モルタルコンクリートは谷々比較例1、及び
実施例1,7の配合のものを各々第8.9.10図に示
すブロック(厚さ20cm。
Experiment 3 The test mortar concrete used to measure the shielding effect on the side surface of shielding mortar concrete was a block (20 cm thick .

iN5cm、高さ25cm)を配置し、上方側面(Xり
から二次ガンマ−線のインテンシテイを測定した。
The intensity of secondary gamma rays was measured from the upper side (X-axis).

この結果を第5表に示した。The results are shown in Table 5.

以下余白 実験Iと同様シこ側面での遮蔽効果は実施例117配合
は比較例I配合に比べると約175〜1/10に低下し
、遮蔽効果は著しい。
Hereinafter, as in Margin Experiment I, the shielding effect on the lateral side of the Example 117 formulation was reduced to about 175 to 1/10 compared to the Comparative Example I formulation, and the shielding effect was remarkable.

〈発明の効果〉 本発明による繊維強化中性子遮蔽モルタルコンクリート
は、原子炉、原子核融合炉、加速器、原子爆弾、中性子
爆弾等から発生する人体に有害な中性子線、及びガンマ
−線(特に二次ガンマ−線)や放射性元素、放射性同位
元素、それらを含む放射性廃棄物から生体を保護する遮
蔽材料として用いることができる。また原子炉施設、原
子核融合炉施設、加速器施設、あるいは放射性元素、放
射性同位元素、放射性元素を含む廃棄施設や貯蔵施設及
び実験研究用の施設や各種計測及び自動制御装置の精度
に影響するバックグラウンドを低レベルに保つための遮
蔽材料として用いることもできる。例えば建設物の壁、
床、天井、屋根、ベスコーフの鏡、配管やダクト、マン
ホール等の建築用モルタルコンクリートとしての部材及
びあらかじめ板材、柱材、ブロックパイプ等の形状に成
形された物として利用することができる。
<Effects of the Invention> The fiber-reinforced neutron-shielding mortar concrete according to the present invention protects against neutron rays and gamma rays (especially secondary gamma rays) that are harmful to the human body and are generated from nuclear reactors, fusion reactors, accelerators, atomic bombs, neutron bombs, etc. It can be used as a shielding material to protect living organisms from radiation), radioactive elements, radioactive isotopes, and radioactive waste containing them. Also, background that affects the accuracy of nuclear reactor facilities, fusion reactor facilities, accelerator facilities, radioactive elements, radioactive isotopes, disposal facilities and storage facilities containing radioactive elements, facilities for experimental research, and various measurement and automatic control devices. It can also be used as a shielding material to maintain low levels of For example, walls of constructions,
It can be used as a mortar concrete member for construction such as floors, ceilings, roofs, Beskow mirrors, piping, ducts, manholes, etc., and as pre-formed objects such as plates, pillars, block pipes, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明コンクリート(実施例!、6)とそれ以
外のコンクリート(比較例1.2)の曲げ応力〜たわみ
曲線であり、第2図は実施例に用いた中性子遮蔽効果測
定実験装置の配置図、第3図はその装置を用いて中性子
遮蔽効果を測定する際のサンプルの配置図、第4図は2
0にメタン冷減速器から放出される冷中性子の飛行時間
スペクトル図であり、第5図〜第1θ図は共に実験に用
いたコンクリートサンプルの斜視図であり、第11図は
比較例1の配合コンクリートのテストNo、lの入射中
性子スペクトル図、第12図は同テストの検出2次ガン
マ−線スペクトル図であり、第13図は実施例7の配合
コンクリコートのテストNo、5の入射中性子スペクト
ル図、第14図は同テストの検出2次ガンマ−線スペク
トル図である。 特許出願人 株式会社 り ラ し
Figure 1 shows the bending stress-deflection curves of the concrete of the present invention (Examples!, 6) and other concretes (Comparative Examples 1.2), and Figure 2 shows the neutron shielding effect measurement experimental equipment used in the examples. Figure 3 is the layout of the sample used to measure the neutron shielding effect using the device, Figure 4 is the layout of the sample used to measure the neutron shielding effect.
Fig. 11 is a time-of-flight spectrum diagram of cold neutrons emitted from a methane cooling moderator at 0, Figs. Figure 12 is the incident neutron spectrum of concrete test No. 1, Figure 12 is the detected secondary gamma ray spectrum of the same test, and Figure 13 is the incident neutron spectrum of test No. 5 of mixed concrete coat of Example 7. 14 are diagrams of detected secondary gamma ray spectra of the same test. Patent applicant RiRa Shi Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、硼素化合物がセメント等の水硬性物質に対し5〜2
00重量%(以下全て配合割合は水硬性物質に対する重
量パーセントで示す)、補強繊維が0.3〜5%、セメ
ント硬化促進剤が40%以下よりなる繊維強化中性子遮
蔽モルタルコンクリート。ただし硼素化合物の配合割合
が35%以上の場合には硬化促進剤の配合割合(%)は
硼素化合物配合割合(%)×0.1以上を満足する。 2、硼素化合物がコレマナイト、ボルカルサイト、硼酸
、硼砂、チタン硼素、ジルコニウム硼素、モリブデン硼
素から選ばれる1種又は2種以上を混合配合したもので
ある特許請求の範囲第1項記載の繊維強化中性子遮蔽モ
ルタルコンクリート。 3、補強繊維が、引張り強度90kg/mm^2以上、
ヤング率が1700kg/mm^2以上で、繊度6デニ
ール以上の太さを有し、そのアスペクト比(繊維の長さ
lと円相当直径Dの比、すなわちl/D)が30〜30
0の、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリアクリロ
ニトリル系合成繊維、アラミド系合成繊維、ポリアリレ
ート合成繊維及びカーボン繊維から選ばれる1種又は2
種以上の組合せよりなる特許請求の範囲第1項または第
2項記載の繊維強化中性子遮蔽モルタルコンクリート。 4、セメント硬化促進剤がアルミン酸カルシウム、水酸
化リチウム、酢酸カルシウム、から選ばれた1種又は2
種以上の組合せからなる特許請求の範囲第1〜4項のい
ずれかに記載の繊維強化中性子遮蔽モルタルコンクリー
ト。 5、補強繊維がポリビニルアルコール系繊維である特許
請求の範囲第1〜5項のいずれかに記載の繊維強化中性
子遮蔽モルタルコンクリート。
[Claims] 1. The boron compound has a 5 to 2
A fiber-reinforced neutron-shielding mortar concrete consisting of 0.00% by weight (all blending ratios hereinafter are expressed as weight percentages based on the hydraulic substance), 0.3 to 5% of reinforcing fibers, and 40% or less of a cement hardening accelerator. However, when the blending ratio of the boron compound is 35% or more, the blending ratio (%) of the curing accelerator satisfies the formula of the boron compound blending ratio (%) x 0.1 or more. 2. The fiber reinforcement according to claim 1, wherein the boron compound is a mixture of one or more selected from colemanite, volcalcite, boric acid, borax, titanium boron, zirconium boron, and molybdenum boron. Neutron shielding mortar concrete. 3. The reinforcing fiber has a tensile strength of 90 kg/mm^2 or more,
It has a Young's modulus of 1700 kg/mm^2 or more, a fineness of 6 denier or more, and an aspect ratio (ratio of fiber length l to circle equivalent diameter D, that is, l/D) of 30 to 30.
0, one or two selected from polyvinyl alcohol synthetic fibers, polyacrylonitrile synthetic fibers, aramid synthetic fibers, polyarylate synthetic fibers, and carbon fibers.
The fiber-reinforced neutron-shielding mortar concrete according to claim 1 or 2, which comprises a combination of more than one species. 4. The cement hardening accelerator is one or two selected from calcium aluminate, lithium hydroxide, and calcium acetate.
The fiber-reinforced neutron-shielding mortar concrete according to any one of claims 1 to 4, which comprises a combination of more than one type. 5. The fiber-reinforced neutron-shielding mortar concrete according to any one of claims 1 to 5, wherein the reinforcing fibers are polyvinyl alcohol fibers.
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