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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2189366

RAW-Mix für sehr langlebig und Schwerbeton

RAW-Mix für sehr langlebig und Schwerbeton

Name des Erfinders:. Sviridov NV; Belov AK. Guskov VD. Danchenko OI. Kovalenko MG. Kryukov VY. Nemtinov AS. Khodasevich KB
Der Name des Patentinhabers: Federal GUP "KB SM"; Open Joint Stock Company "Izhora Plants"
Korrespondenzanschrift: 194100, St. Petersburg, Federal GUP "KB SM"
Startdatum des Patents: 2000.05.05

Die Erfindung betrifft Baumaterialien und insbesondere auf die Herstellung von Roh-Mix für sehr langlebig und Schwerbeton. Das technische Ergebnis - die Dichte und Festigkeit des Betons in der Herstellung metallobetonnyh Container (IBC) für den Transport und / oder Lagerung abgebrannter Brennelemente und als Folge verwendet zunimmt, erhöhte Strahlung schützenden Eigenschaften des IBC zu sichern. Entlang dieser Erfindung macht es möglich, den Bereich der Skala zu erweitern, wird als Füllstoff für Beton verwendet. Die Rohstoffmischung zur Herstellung von hochfestem und Schwerbeton, einschließlich Zement Klasse von nicht weniger als 500 M, große und kleine Fraktionen von Aggregaten 10-20 mm, 5-10 mm, 1,25-5 mm, 0,16-1,25 mm-Skala , Gusseisen oder Stahlschrot Zahlen 1,8-3,6, Wasser, ein superplasticizer basierend auf dem Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit Naphthalinsulfonsäure Na-Salz und als Verzögerer Futtermischung - nitrilotrimetilenfosfonovuyu Säure. Flusskomponenten in kg pro m 3 Beton ist: Zement Klasse von nicht weniger als 500 M 450-650, grobes Aggregat Skala von Fraktionen von 10-20 mm 650-1000, Fraktion 5-10 mm 540-800, feines Aggregat Bruchteil Skala 1,25 -5 mm 400-650, 500-700 Fraktionen 0,16-1,25 mm, eine Fraktion aus Gusseisen oder Stahl 800-1500, 120-210 Wasser, superplasticizer 3,0-9,0, Retarder Betonmischung 0,4- 0,9.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Baumaterialien, insbesondere für die Rohstoffmischung zur Herstellung von hochfestem und Schwerbeton, vor allem für Behälter zur Langzeitlagerung und / oder Transport von verbrauchtem Kernbrennstoff (SNF) und radioaktiver Abfälle (RAW) und für den biologischen Schutz des Reaktordesigns.

Bekannte Behälter für den Transport und die Lagerung von abgebrannten Brennelemente, die in Form einer Tasse mit einem Verfahren zur Herstellung der Betonierung des Tanks enthält (DE-PS 3331892, Kl. Die G 21 F 5/02, 1986, die DDR-Patent 235 353, Kl. Die G 21 F 5/00, 1986).

In Übereinstimmung mit den Normen der Strahlungssicherheit und die Anforderungen der solche Behälter IAEA muss eine hohe Strahlenschutz und Festigkeitseigenschaften bieten, auch in Notfällen möglich bei Transport und Lagerung abgebrannter Brennelemente. Zum Beispiel umfassen die Anforderungen der IAEA an den Behälter Anforderungen der normativen Dokumente, die Bereitstellung von

Strahlenschutz beim Transport und Lagerbehälter;

Enge im Notfall aus einer Höhe von 9 m auf eine starre Basis oder Stiftdurchmesser von 150 mm mit einer Höhe von 1 m fallen;

Beständigkeit gegenüber Stoßwellen mit einem Druck von 30 kPa auf der Vorderseite;

Fallen Sicherheitsbehälter für Flugzeuge 20 Tonnen bei einer Fluggeschwindigkeit von 200 m / s mit einem Gewicht;

Beständigkeit gegen thermische Einwirkung während eines Brandes bei 800 ° C für 30 min;

Langzeitbetrieb bei negativen Temperaturen von bis zu minus 50 ° C

Zur gleichen Zeit auf der Grundlage der technischen und wirtschaftlichen Anforderungen an Kosten für die Organisation der Containerlagerung von verbrauchtem Kernbrennstoff zu verringern, ist es notwendig, einen Behälter mit einer relativ großen Menge von nützlichen (mit einer maximalen Kapazität von SNF) unter bestimmten (insbesondere Transport) an den äußeren Grenzen ihrer Größe zu schaffen.

Diese Anforderungen haben die Notwendigkeit für die Schaffung und die Verwendung von Beton mit einer möglichst hohen Dichte bei einer ausreichend hohen Festigkeit und geringen Kosten bestimmt.

Es wird für die Herstellung von Schwerbeton Behälter für den Transport und die Lagerung von verbrauchtem Kernbrennstoff bekannt ist , in 1 m 3 von 280 bis 370 kg Zement enthält, 2800-3400 kg Füllstoff; Wassergehalt wird durch das Verhältnis von Wasser-Zement im Bereich von 0,40-0,60 bestimmt wird. Der Füllstoff ist 650-800 kg Baryt verwendet und von 2000 bis 2400 kg Hämatit. Schwerbeton hat eine Druckfestigkeit von 40 MPa in 60 bis 28 Tage, um die Dichte der Betonmischung 3800 kg / m 3, und der Beton im trockenen Zustand -. Bis 3500 kg / m 3 (EPO 0264321, Klasse C 04 B 20/00 , 1988).

Die Nachteile dieser sind schwere Beton

  • niedrige Betonfestigkeit aufgrund unzureichender Festigkeit von Baryt Füllstoff und einem hohen Wasser-Zement-Verhältnis der Betonmischung;
  • geringe Feuerbeständigkeit von Beton aufgrund der geringen Widerstand von unbelichteten das Aggregat;
  • unzureichende Dichte und dementsprechend Strahlung schützenden Eigenschaften im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung des Behälters für abgebrannten Kernbrennstoff mit hoher Aktivität zu speichern.

und wird für die Herstellung von Rohmehl von schweren Betonklasse B20 Oxidzunderschicht auf dem Walzwerk bekannt ist, entworfen für die Abschirmung gegen radioaktive Strahlung (Kernkraftwerk Bau / Ed VB Dubrowskijs, M:... Energoatomisdat, 1987, S. 122, Tabelle 5.7 ). Die Zusammensetzung der Rohmischung nächstes kg pro m 3 Beton:

Grobes Aggregat Skala von 5-10 mm Fraktion - 1858

Feinzuschlag Skala der Fraktion 0-5 mm - 1380

Zement Aktivität 48 MPa - 401

Wasser - 248

Die Dichte des Rohmaterials (Beton) -Mischung = 3887 kg / m 3, wobei die Dichte des Betons nach 28 Tagen Härtung von natürlichen = 3820 kg / m 3, die Beweglichkeit der Betonmischung - 14 cm Niederschläge Standardkegel, die Stärke in Alter von 28 Tagen - 23,2 MPa.

Die Nachteile der bekannten Rohmischung kann geringe Betonfestigkeit und das Vorhandensein einer erheblichen Schrumpfung von Beton während des Härtens. Darüber hinaus ist die hohe Wasser-Zement-Verhältnis (W / C = 0,62) ergibt sich eine große Wassermenge nicht in chemischen Reaktionen und Hydratation beteiligt ist, die jeweils mit einem großen Porenvolumen und der Strahlungsschutzeigenschaften des Betons verringern.

Die Nähe zu der vorgeschlagenen Erfindung ist eine rohe Mischung für die Herstellung von hochfestem und schweren Betonklasse B80 -. B105 und Marken mit einer durchschnittlichen Dichte D4000-D4100 (RF-Patent Nr 2.100.304, Klasse C 04 B 28/00, G 21 F 5/00, 1 / 4, 1997) die Zusammensetzung des roh - Mix nächsten, kg / m 3 Beton:

Zement Klasse von nicht weniger als 500 M - 610-650

Grobes Aggregat der Skala Maschine Flämmen:

Fraktion 10-20 mm - 800-1000

Fraktion 5-10 mm - 900-1200

Feine Aggregat der Skala:

Fraktion 1,25-5 mm - 400-500

Fraktionen 0,63-1,25 mm - 400-500

Fraktionen 0,16-0,63 mm - 500-650

Wasser - 165-180

Superverflüssiger basierend auf dem Kondensationsprodukt von Naphthalinsulfonsäure Na-Salz mit Formaldehyd in einer Menge von 0,5-1% der Zementmassenstrom.

Allerdings wird in dem bekannten Rohmischung nur eine Art von schweren Füllstoff verwendet - Skala Flämmen Maschine, die praktisch die Möglichkeit , Beton mit einer Dichte von mehr als 4100 kg / m 3 der Festigkeitsklasse B über 105 eliminiert.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine sehr langlebig (R SJ = 600-1400 kg / cm 2) und schwere (D4200-4500) B90 Klasse Beton - V135 als Schutz- und Strukturelement metalobetonnogo Container (IBC) für den Transport von abgebrannten Kernbrennstoffen und langfristige Lagerung.

Dieses Problem wird durch die Tatsache, dass die Rohstoffmischung zur Herstellung von hochfestem und schweren Beton, Zement Marke wird auf nicht weniger als 500 M, große und kleine Fraktionen von Aggregaten 10-20 mm, 5-10 mm, 1,25-5 mm, angetrieben gelöst 0,16 -1.25 mm von Zunder, Wasser und Fließmittel auf Basis eines Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäure Na-Salz mit Formaldehyd, gemäß der Erfindung umfasst ferner als eine Füllstofffraktion Gusseisen oder Stahl mit den folgenden Nummern 1,8-3,6 Komponenten fließen in kg pro m Beton :

Zement Klasse von nicht weniger als 500 M - 450-650

Grobes Aggregat der Skala:

Fraktion 10-20 mm - 650-1000

Fraktion 5-10 mm - 540-800

Feinzuschlag von Skala:

Fraktion 1,25-5 mm - 400-650

Fraktionen 0,16-1,25 mm - 500-700

Die Fraktion aus Gusseisen oder Stahl 1,8-3,6 Nummer - 800-1500

Wasser - 120-210

Superverflüssiger basierend auf dem Kondensationsprodukt von Naphthalinsulfonsäure Na-Salz mit Formaldehyd - 3,0-9,0

Jedoch in einer anderen Ausführungsform das Rohmaterialgemisch enthält zusätzlich als Verzögerer Beschickungsmischung nitrilotrimetilenfosfonovuyu Säure (NTF) bei einer Fließgeschwindigkeit von 0,4-0,9 kg pro m 3 Beton.

Die gewünschte Skala wird aus der Hütte durch verschiedene Verfahren ausgewählt. Die Berechtigung ist

wahre Dichteskala 5,0-5,6 g / cm 3;

Marken nach zertrümmern große Fraktionen von nicht weniger als "1000"

in Abwesenheit von Massenskala schädlichen Verunreinigungen durch GOST geregelt 8267-93 "Schotter und Kies aus dichtem Gestein. Technische Daten" und GOST 8736-93 "Sand für Bauarbeiten. Technische Daten".

Maßstab für den Fall, streuen die Verwendung für Standard-Fraktionen 10-20; 5-10; 1,25-2,5; 0,16-1,25 mm, entfernen Sie die Körner sind größer 20 mm und Fremdkörper.

Gewichts ausgewählten Füllstoffen durchschnittliche Dichte des Betons im Bereich von Qualitäten D3300, D4500 gewünscht, wird die Verarbeitbarkeit der Betonmischung als Funktion der geometrischen Abmessungen des Volumens mit Betonmischung gefüllt. Verbrauch an Zement und Wasser werden in Übereinstimmung mit den oben genannten Anforderungen verabreicht, aber auch für eine gegebene Klasse von Betonfestigkeit.

Die vorgeschlagene technische Lösung macht es möglich ,

  • erhöhen die durchschnittliche Dichte und Betonfestigkeit von 15 bis 20%, das heißt, erreicht auf der Festigkeitsklasse B 135 (150 MPa) bei einer Dichte von 4500 kg / m 3, die die Strahlung schützenden Eigenschaften MBC MBC verbessert , während die Festigkeit zu erhöhen;
  • den Bereich der Skala zu erweitern, wird als Füllstoff für Beton verwendet, ist es einfacher zu skalieren, um die Lieferung Organisation.

Studien über die Rohmischung Zusammensetzung durch die Selektionsexperiment hergestellt mit variierenden multivariate Korrelationskomponenten und Merkmale in den Ansprüchen angegeben.

Tabelle 1 zeigt Beispiele von Zusammensetzungen der Rohmaterialmischung zu Aggregaten des Umfangs und der Stahlschrot, Portland-M 600, Schlüssel mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Futtermischung und Beton (in Tabelle C-3 - superplasticizer basierend auf dem Kondensationsprodukt von Naphthalinsulfonsäure mit Formaldehyd, Na-Salze, TU 6 -36-0204229-625-90: W / C - Wasser-Zement-Verhältnis; OK - Einbruch). In der 1 ... 12 Verzögerer Rohmischung NTF wird, wie es wirkt sich nicht auf die Eigenschaften des Betons und nur erforderlich, nicht verwendet in einer Produktionsumgebung zu lange Betonieren von Produkten (mehr als 2 Stunden).

In den Ausführungsformen wurde die Skala verwendet, die bei der Verarbeitung von Stahlknüppeln auf den JSC "Izhora Plants" (St. Petersburg) gebildet wird. Tabelle 2 zeigt die Merkmale der Waage.

Betonfestigkeit wurde bestimmt, indem Proben von Standardtests (GOST 10.180-78 "Concretes. Methods die Stärke der Kontrollproben für die Bestimmung") wurde die Bearbeitbarkeit in Übereinstimmung mit den Anforderungen von GOST bestimmt 10.181,1-81 "Betonmischung. Verfahren zur Bestimmung der Verarbeitbarkeit", die mittlere Dichte wurde in Übereinstimmung mit den Anforderungen von GOST bestimmt 12730,1-78 "Betone. Verfahren zur Bestimmung der Dichte."

Höhere Dichte und Betonfestigkeit als die bekannte Lösung nach Anspruch. 2100304 RF durch die Einführung der Rohmischung Eisen oder Stahlschrot gewonnen und seine teilweise Substitution von feinen Aggregat Skala.

Die effektive Rolle des feinen Aggregats aus Stahl oder Gusseisen Schuss wurde möglich dank der Verwendung des Mörtels ist sehr hoch mittlere Dichte (Zement, Wasser, einem Weichmacher und einem kleinen Maßstab - 0,16-5 mm) in einem flüssigen Zustand. In einer Ausführungsform ist es 2800-3200 kg / m 3.

Neue der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik, insbesondere als feines Aggregat Skala Anteilen von bis zu 5 mm in Kombination mit Stahl oder Gusseisen grit verwenden, um die Möglichkeit zu schaffen, der die Festigkeit und die Dichte zunimmt, jeweils auf 150 MPa (Klasse 135) und 4500 kg / m 3 anstelle von 123,5 MPa (Klasse 110) und 4100 kg / m 3.

Hohe durchschnittliche Dichte des Mörtels wird eine gleichmäßige Verteilung der Höhe der Bruchteil, beispielsweise IBC und schafft die Voraussetzungen für eine breite Anwendung der Fraktion in der Strahlungsschutzbeton. Tabelle 3 zeigt Beispiele von Stapeln und Verdichten der Rohmischung zu zylindrischen Proben mit einem Durchmesser von 250 und 800 mm. Die Mischung wird durch tiefe Industriestandard Vibrator verdichtet. Nach einer zylindrischen Form Dichtungs- und von den unteren, mittleren und oberen Teile der Probe abgetastet Rohgemisch wird auf einer Probengröße von 4 mm 100h100h100 Basis zerlegt. In den Experimenten verwendet die rohen Mischungszusammensetzungen 1, 3, 5, 8, 11 (Tabelle 1).

Tabelle 3 zeigt die durchschnittlichen Testergebnisse für 4 Proben. Span Reihe von Werten zwischen den Minimal- und Maximalwerten nicht mehr als 7%.

Angenommen als 100% der durchschnittlichen Dichte des gesamten zylindrischen Betonprobe und die durchschnittliche Festigkeit, durch die Testprobe bestimmt 4, mit Beton hergestellt, bevor es in den Zylinder platzieren.

Die vorgeschlagene technische Lösung ist gewerblich anwendbar ist. Alle Komponenten der rohen Mischung aus Industrie, Gewerbe, einschließlich der inländischen. Auf den verwendeten Materialien sind die folgenden Normen und Spezifikationen:.. GOST 10178-85 "Portland-Zement, Schlacke Spezifikationen", GOST 24211-91 "Additive für Beton Allgemeine Spezifikationen", GOST 11964-81 "Bruch-Eisen und Stahl technische Allgemeine technische. Bedingungen ", GOST 23732-79" Wasser für Beton und Mörtel. Technische Bedingungen. " Technologie der Herstellung der Betonmischung wird auf der seriellen Haushaltsgeräte basieren.

Die technische Effizienz der vorgeschlagenen konkreten Produkte und Strukturen für die Kernenergie im Vergleich mit dem Stand der Technik ist , dass es einen Beton mit einer durchschnittlichen Dichte von 4500 kg / m 3 einschließlich versehen ist, erhöhen Sie die Druckfestigkeit von 15 bis 20% seines Wertes und MPa bis 150 erreichen bis, Aufbereitungstechnik Vereinfachung Aggregate des Umfangs und der deutlichen Ausweitung der Anzahl von Arten verwendet Maßstab.

FORDERUNGEN

1. Die Rohstoffmischung zur Herstellung von hochfestem und Schwerbeton, einschließlich Zement Klasse von nicht weniger als 500 M, große und kleine Fraktionen von Aggregaten 10-20 mm, 5-10 mm, 1,25-5 mm, 0,16-1,25 mm der Skala, Wasser und Fließmittel auf Basis von Na-Salze des Kondensationsproduktes von Naphthalin mit Formaldehyd Sulfonsäure-, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin als Füllstoffanteiles Eisen oder Stahl mit den folgenden Zahlen gegossen 1,8-3,6 Komponenten fließen, kg pro m 3 Beton:

Zement Klasse von nicht weniger als 500 M - 450-650

Grobes Aggregat der Skala:

Fraktion 10-20 mm - 650-1000

Fraktion 5-10 mm - 540-800

Feinzuschlag von Skala:

Fraktion 1,25-5 mm - 400-650

Fraktionen 0,16-1,25 mm - 500-700

Die Fraktion aus Gusseisen oder Stahl 1,8-3,6 Nummer - 800-1500

Wasser - 120-210

Superverflüssiger basierend auf dem Kondensationsprodukt von Naphthalinsulfonsäure Na-Salz mit Formaldehyd - 3,0-9,0

2. Die Beschickungsmischung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Retarder als Rohmischung nitrilotrimetilenfosfonovuyu Säure bei einer Fließgeschwindigkeit von 0,4-0,9 kg pro m 3 Beton.

Druckversion
Erscheinungsdatum 18.01.2007gg