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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2179538

Verfahrens für ein Strahlungsschutz Herstellung von Beton

Verfahrens für ein Strahlungsschutz Herstellung von Beton

Name des Erfinders:. Sviridov NV; Vorontsov VV. Guskov VD. Gevirts VB. Kovalenko MG. Kryukov VY. Khodasevich KB
Der Name des Patentinhabers: Federal GUP "KB SM"
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 2000.04.05

Die Erfindung bezieht sich auf Gebäude, insbesondere auf Technologien zur Herstellung eines Strahlungsbetonabschirmung zur Herstellung metallobetonnyh Behälter für die Lagerung und / oder Transport von radioaktiven Materialien verwendet. Das technische Ergebnis - Strahlung und chemische Sicherheit im Betrieb solcher Strukturen wie metallobetonnye Behälter zu erhöhen. Verfahren zur Herstellung eines Strahlenschutzbeton der Herstellung, umfassend die Herstellung der Betonmischung aus feinen und groben Aggregat der Skala stellt Vorbehandlung des letzteren mit Fraktionierung, Zement, Superplastifizierungsmittel und Anmachwasser, Verlegung von Beton, dessen Verdichtung und Härtung mit Expositionstemperatur und Zeitregime, die vorbereitet und in Fraktionen von Füllstoff Krätze unterteilt bereichern dann Passivierung unterzogen, wonach die vorbereiteten Komponenten des Betonmischung mit einer gegebenen Sequenz in den Mischer mit erzwungener zugeführt wird Mischens und mit einer Belichtungszeitintervallen Rühren, wobei der Mischer Retarder Betonmischung zugeführt wird, dann vorbereiteten Beton in der Struktur angeordnet zu mischen und in einem gegebenen Modus gehalten. Außerdem, wenn die Passivierung Füllstoff mit Wasser in der Wascheinheit gemischt, wobei das Verhältnis aggregierte Größen- und Wasser gehalten wird, nach Gewicht jeweils 1: 3, und dann wird das Wasser aus dem Nassentsch Füllstoff in einem Ofen angeordnet abgelassen , wo die Temperatur 100-200 o C gehalten wird , während 18-24 Stunden und dann für eine bestimmte Zeitmodus 800 o C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet, Komponente Betonmischung Zuführen zuerst in den Mischer von den Schlacken Füllstoff zugeführt wird, wonach das Rühren für 20-30 Sekunden durchgeführt wird und dann zugeführt , mit 30% Gewichts Mischen von Wasser und 30% Gewichts superplasticizer wird das Gemisch Mischen für 20-30 Sekunden durchgeführt und dann Zement eingespeist, 50 Gewichts-% des Anmachwassers wird die verbleibende Masse von superplasticizer und Verzögerer Betonmischung, Rühren der Mischung für 40-60 s durchgeführt wird, die restliche Masse wird dann zu dem Mischwasser zugeführt und die Mischung für 20-30 Sekunden gemischt, Trommel Mischer mit den Komponenten der Betonmischung geladen nicht mehr als 60% seines Volumens.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Konstruktion, insbesondere auf die Herstellungstechniken von Strahlung abschirmende Beton, die hauptsächlich für die Herstellung von Stahlbeton (metallobetonnyh) Behälter für die Lagerung und / oder Transport von radioaktiven Stoffen.

Effektive Verwendung von Beton als Füllstoff Metallstrukturen Gehäuse metallobetonnogo geschlossen Behälter zur Langzeitlagerung und / oder Transport, beispielsweise Kernbrennstoff (SNF), aufgrund der Notwendigkeit, gleichzeitig gewährleistet eine hohe mechanische und strahlenschützenden Eigenschaften von Beton ausgegeben. Dies wird beispielsweise erreicht, indem bei der Herstellung von Beton Krätze als Füllstoff verwendet, der aus dem Schmelzofen durch verschiedene Verfahren ausgewählt wird.

Im Betrieb geladen metallobetonnogo Behälter SNF in den Beton, die den Hohlraum zwischen den inneren und äußeren metallischen Muscheln metallobetonnogo Behälter unter dem Einfluss von Strahlung füllt (hauptsächlich Strahlung) und Wärmefluss von dem Ursprung SNF verschiedene Arten von Prozessen begleitet, durch Wasserstoffentwicklung und der Druckanstieg in den inneren Poren des Betons und in einem abgedichteten Hohlraum zwischen dem äußeren Behälter und dem inneren Metallmantel dementsprechend.

Diese Prozesse umfassen:

1. Thermochemische Korrosion "reine" (nicht oxidierten) Eisen in der Skala, die mit zunehmender Temperatur des Betons schnell fließt.

2. Die elektrochemische Korrosion wird durch die Strömung des Betons durch das leitende Medium der elektrische Strom zwischen den zwei Metallen mit unterschiedlichen elektrochemischen Potentialen bestimmt.

Die Leitfähigkeit des Betons in diesem Fall als Anwesenheit in den Poren des Betons-freien und gebundenen Wasseradsorption und Ionisation des Gasgemischs definiert dann Strahlungsbeton SNF ausgesetzt.

3. Konkrete Radiolyse von Wasser, einschließlich chemisch gebunden, unter dem Einfluss von Strahlung SNF.

Aktivität thermochemischen Reaktionen und elektrochemische Korrosion des Metalls und folglich hängt die Freisetzung von Wasserstoff während dieser Reaktionen auf die Anzahl der "sauberen" (nicht-oxidiertes) Eisen in der Skala und Menge abgestufte Skala (reaktivsten Fraktion).

Eine wesentliche Bedingung die Zuverlässigkeit metallobetonnyh Behälter für die Verbesserung, die durch eine Anordnung von Platzierung von Beton in einen abgedichteten Hohlraum zwischen den äußeren und inneren Schalen von Metallbehältern gekennzeichnet sind, ist die Geschwindigkeit der Gasfreisetzung und der Druck der Gasphase in den Poren der Beton- und Stahlkonstruktionen in einem geschlossenen Hohlraum zu minimieren.

Bekannte Verfahren zur Herstellung von Strahlenschutzbeton, der bei der Herstellung von Stahlbeton (metallobetonnyh) Container umgesetzt werden. Bekannte Verfahren umfassen die Herstellung von Beton, bestehend aus Komponenten einen Füllstoff Skala umfasst. Die hergestellte Betonmischung wird bei der Konstruktion von Stahlbeton (metallobetonnogo) Behälter und in einem bestimmten Modus versetzt. Wenn diese im Beton angeordnet wird, bedeutet für Gase aus der geschlossenen Struktur umgebenden Hohlräume in dem Behälterraum zu entfernen.

Zum Beispiel wird es konkrete Behälter für die Lagerung und den Transport von abgebrannten Brennelementen eines Kernreaktors Baugruppen bekannt gemäß dem Patent RU 2082232 (IPC 6 G 21 F 5/008, 1994). Die konkrete Ausgestaltung des Behälters ist eine Zusammensetzung als ein Aggregat Maßstab metallurgischen Abfälle umfassend angewendet. Zur Entfernung von Beton Gas und Wasserdampf in dem Behälter angeordnet, um ein System von perforierten Entlüftungsöffnungen über den inneren Metallhülle Behälter. Im oberen Teil des Behälters in dem Entlüftungsrohr Verteileranordnung kombiniert, die in dem geschmiedeten oberen Ring des Behälterkörpers während der Trocknung des Betons durch den Kanal wird mittels des Prozessventils mit der Atmosphäre verbunden. Nach Beendigung der Trocknung, wobei der Kanal geschlossenen Sicherheitsmembranbruch ist.

und ist ein Behälter für den Transport und / oder Lagerung von abgebrannten Kernbrennstoff bekannt gemäß dem Patent RU 2089948 (IPC 6 G 21 F 5/008, 1995). In einem Behälter, umfassend innere und äußere zylindrische Schale mit Endplatten, zwischen denen der Hohlraum mit Schwerbeton gefüllt ist, Betonzuschlag Innenrohrleitungen untergebracht verbunden ringförmigen Sammler. Gas und Kollektor in Form von Metalldrähten. Collector mit der Außenseite abgeleitet Kanal vodorodopronitsaemoy Membran überlappt. Beim Betrieb des Wasserstoffbehälter, der in der Betonmasse als Folge von Reaktionen Radiolyse von Wasser und Metallkorrosion aufgrund von Diffusion Beton erreicht gazoprovodyaschih Metallkabel gebildet wird, und durch den Kollektor erreicht vodorodopronitsaemoy Membran. Diffundieren durch die Membran, kommt der Wasserstoff aus dem Behälter in den umgebenden Raum des Behälters.

Allerdings deuten die bekannten Lösungen der Wasserstoffdruck in den Abgabe geschlossene Hohlräume mit Beton gefüllt Behälter hermetischen Behälter bietet Reduktionseigenschaften und eine konsequente Reduzierung der Umweltsicherheit. Darüber hinaus sind die bekannten Lösungen durch Gasdruckentlastung bietet, lösen nicht das Problem der Verringerung der Intensität Prozess in Beton zu vergasen.

In der Nähe von dem technischen Wesen des vorgeschlagenen Verfahrens ist ein Verfahren zur Herstellung eines Strahlenschutzbeton, umfassend die Herstellung der Betonmischung aus feinen und groben Aggregat der Skala, Vorbehandlung des letzteren mit Fraktionierung, Zement, Superplastifizierungsmittel und Anmachwasser (Patent RU 2.100.304, IPC 6 C 04 In 28/00, G 21 F 5/00, 1/04, 1996). Die bekannte Methode, um die Verlegung von Beton in Bau metallobetonnogo Behälter beinhaltet, abdichten und Verhärtung Zeitintervalle verzögert. Skala voraus, bevor die Anwendung in dem Fall für 20-40 s in einer Kugelmühle behandelt wird, dann die Mischung aus dem behandelten Korngröße 0 bis 0,16 mm entfernt wird, und die verbleibende Massenskala scatter auf Fraktionen 10-20, 5-10, 1,25-5, 0,63-1,25, 0,16-0,63 mm. Während der Verarbeitung in einer Kugelmühle Skala Einschlüssen und schwache Kontakte großer Körner zerstört und ein Fremdkörper. Wenn schwache Kornbeschichtung zusammen mit Körnern 0-0,16 mm entfernt.

Das bekannte Verfahren zur Herstellung eines Strahlenschutzbeton bietet eine ausreichend hohe Festigkeit des Betons, die durch den Einsatz der beständigsten der Sorten der Skala erreicht wird - Maßstab Maschine Flämmen Blüten, Platten und andere Zubereitungen, eine niedrige Wasser-Zement-Verhältnis der Betonmischung, die optimale Auswahl des Gewichtsverhältnisses der Aggregate in Beton und Vorpräparation Aggregat der Skala.

Jedoch die Verwendung von Beton bei dem bekannten Verfahren eine Strahlungsabschirmung zur Herstellung beinhaltet für die Betonmischung ausreichend große Menge an Krätze Füllstoff macht, in der Gegenwart einer großen Menge an Beton eine "saubere" (nicht-oxidiertes) Eisen, haben eine nachteilige Wirkung auf die Intensität der Gasentwicklungsprozesse im Beton führt.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Strahlenschutzbeton, eine Verringerung der konkrete Manifestation einer Anordnung von negativen Faktoren Bereitstellung der strahlenchemischen Betriebssicherheit solcher Strukturen wie metallobetonnye Behälter beeinflussen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem bekannten Verfahren zur Herstellung eines Strahlenschutzbeton Herstellung, umfassend eine Betonmischung aus feinen und groben Aggregat der Skala mit der Zubereitung letzten Aufteilung in Fraktionen des Zements vorbereitet, Superverflüssiger und Wassermischung, die Verlegung Beton und seiner Kompaktierung und verzögert Härtungstemperatur und Zeitbedingungen gemäß der Erfindung hergestellt und in Fraktionen geteilt Füllstoff Skala bereichern, dann wird er auf die Passivierung unterzogen. Danach werden die Betonmischung mit einer gegebenen Sequenz hergestellt Komponenten in den Mischer eingespeist mit erzwungener Mischung und mit einer Belichtungszeitschlitzen Rühren. Im Mischer dient Retarder Beton. Dann wird das vorbereitete Betonmischung in Konstruktion angeordnet und in einem gegebenen Modus gehalten.

Wenn die Passivierung der Schlacken Aggregat Füllstoff erwähnten ersten mit Wasser in die Waschmaschine gemischt. Wenn dieses Verhältnis Aggregat der Skala und Wasser gehalten wird , jeweils bezogen auf das Gewicht von 1: 3. Anschließend wird das Wasser abgelassen und eine nasse Aggregat wurde in einen Ofen gegeben , wo die Temperatur 100-200 ° C für 18-24 Stunden gehalten wird, dann wird bei einem gegebenen Zeitmodus getrocknet, Temperaturen bis zu 800 ° C bis zur Gewichtskonstanz.

Wenn die Komponenten der Betonmischung in den Mischer Anwendung, mahlt zuerst Aggregat der Skala. Danach wurde das Rühren für 20-30 Sekunden durchgeführt wird. Dann fütterte 30 Gewichts-% Wasser und 30% Gewichts superplasticizer Mischen. Das Rühren der Mischung wird durchgeführt für 20-30 Sekunden. Danach dient Zement, 50 Gewichts-% Wasser vermischt, die verbleibende Masse des Weichmachers und Retarder Beton. Das Rühren der Mischung wird durchgeführt für 40-60 Sekunden. Dann wird die restliche Wassermassendurchmischung zugeführt und das Gemisch gerührt wurde 20-30 Sekunden lang durchgeführt wird.

Zusammen mit dieser Trommelmischer wurde mit den Komponenten der Betonmischung nicht mehr als 60% seines Volumens gefüllt.

In einer Ausführungsform wird das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Strahlenschutzbeton, wie Beton (metallobetonnyh) Behälter für die Lagerung und / oder Transport von verbrauchtem Kernbrennstoff verwendet.

Die Technologie des Herstellungsverfahrens des Strahlungsabschirmungs Beton ist wie folgt. Die Betonmischung wird in einem Mischer mit Zwangsmischen hergestellt. So wurde Trommelmischer mit den Komponenten der Betonmischung geladenen nicht mehr als 60% seines Volumens aufgrund der relativ hohen Dichte Beton. In einer konkreten Ausführungsform enthält die Mischung die folgenden Komponenten: kleine und große Füllung aus Zement, Anmachwasser, Superverflüssiger, beispielsweise auf der Basis des Natriumsalzes eines Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd-3 und konkretes Beispiel nitrilotrimetilenfosfonovuyu Säure Verzögerer. Mit dieser in anderen Ausführungsformen kann auch die Betonmischung umfassen andere Komponenten. Beispielsweise, um die Dichte und Festigkeit des Betons zu erhöhen, kann die Betonmischung weiter ein Eisen- oder Stahlwalze anstelle eines Teils des feinen Aggregats umfassen. Die gewünschte Skala wird aus der Hütte durch verschiedene Verfahren ausgewählt. Maßstab zu verwenden, in dem Fall, in dem Standard-Streuanteil, zum Beispiel, eine große Aggregat Fraktionen 10-20, 5-10 mm und Feinaggregatfraktionen 1,25-2,5, 0,16-1,25 mm, entfernen Sie das Korn von 20 mm und größer Fremdeinschlüsse.

Zuvor hergestellte und in Fraktionen angereichert Schlacke getrennt von der Befüllung durch Spülen in Wasser. Dies minimiert die Anzahl der reaktivsten abgestuften Skala.

Danach Aggregat der Skala wird die Passivierung unterzogen. In der Ausführungsform der Skala Passivierung Aggregat ist wie folgt. Zuerst Aggregat mit Wasser in die Waschmaschine gemischt. Wenn dieses Verhältnis Aggregat der Skala und Wasser gehalten wird, jeweils bezogen auf das Gewicht von 1: 3. Anschließend wird das Wasser abgelassen und eine Nass Aggregat Skala in geeignete Behälter in einen Ofen gegeben , wo die Temperatur 100-200 ° C für 18-24 Stunden gehalten wird, wonach in vorbestimmten Zeitmodus bei 800 o C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Time-Modus wird durch die Größe Skala Fraktion bestimmt. Als Ergebnis dieses Trocknungskrätze verbrannt organischen Verunreinigungen, die eine Quelle der Ausgasung in den Beton unter dem Einfluß von Strahlung und thermische Wirkung sein kann.

Danach werden die Betonmischung mit einer gegebenen Sequenz hergestellt Komponenten in den Mischer eingespeist mit erzwungener Mischung und mit einer Belichtungszeitschlitzen Rühren. In der Ausführungsform wird, wenn die Komponenten der Betonmischung in dem Mischer Anwendung wird zunächst aus den Schlacken Füllstoff zugeführt, wonach das Rühren ausgeführt wird 20-30 Sekunden. Dann fütterte 30 Gewichts-% Wasser und Mischen von 30 Gewichts-% superplasticizer C-3. Das Rühren der Mischung wird durchgeführt für 20-30 Sekunden und dann Zement eingespeist, 50 Gewichts-% Wasser vermischt, die verbleibende Masse-3 superplasticizer und Retarder Beton. Das Rühren der Mischung wird durchgeführt für 40-60 Sekunden. Dann wird die restliche Wassermassendurchmischung zugeführt und das Gemisch gerührt wurde 20-30 Sekunden lang durchgeführt wird. Die Gesamtdauer des Mischens der Betonmischung beträgt 3-4 Minuten.

Dann wird das vorbereitete Betonmischung wird bei der Konstruktion von Stahlbeton (metallobetonnogo) Behälter und in einem bestimmten Modus versetzt.

Aufgrund Passivierung des reduzierten Menge an "clean" (nicht-oxidiertes) von Eisen auf der Oberfläche bei der Herstellung von Betonzuschlag der Krätze verwendet, wodurch die Intensität der Gasbildung im Beton unter der Einwirkung von Strahlung und thermische Einwirkung während der Verwendung von Beton (metallobetonnyh) für Behälter für die Lagerung zu verringern und / oder den Transport von verbrauchtem Kernbrennstoff.

Damit aufgrund der Besonderheiten der Ausführung, das Verfahren zur Herstellung eines Strahlenschutzbeton verringert die Aktivität innerhalb des konkreten Anordnung von Prozessen durch die Freisetzung von Wasserstoff begleitet auftritt und der Druck in den inneren Poren des Betons zu erhöhen, die Zuverlässigkeit und die Umweltsicherheit von Strukturen verbessert, die durch Aufschütten von Betonanordnung auszeichnen hermetische Hohlräume, beispielsweise Strukturen, wie beispielsweise Stahlbeton (metallobetonnye) Behälter für den Transport und / oder Lagerung von radioaktiven Stoffen.

FORDERUNGEN

1. Verfahren zur Herstellung eines Strahlenschutzbeton, umfassend die Herstellung der Betonmischung aus feinen und groben Aggregat der Skala, Vorbehandlung des letzteren mit Fraktionierung, Zement, Superplastifizierungsmittel und Anmachwasser, Betonieren, Verdichten und mit einer Belichtungstemperatur und -zeit Regimen härtende dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierung dann ausgesetzt, wonach die vorbereiteten Komponenten des Betonmischung mit einer gegebenen Sequenz zugeführt wird, in den Mischer mit erzwungenem Vermischen und Rühren mit einem Belichtungszeitintervallen, wobei der Mischer retarder Beton hergestellt und in Fraktionen von Füllstoff Krätze unterteilt bereichern zugeführt wird das Gemisch wird dann vorbereitet, in der Struktur angeordnet Betonmischung und gehalten in einem gegebenen Modus.

. 2. Verfahren Anspruch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierung Füllstoff mit Wasser in der Wascheinheit gemischt, wobei das Verhältnis Aggregat der Skala bzw. Wasser, auf das Gewicht gehalten wird, 1: 3, und dann wird das Wasser aus dem nassen Aggregat Skala in einem Ofen angeordnet und abgetropft, wobei bei 100-200 o C für 18-24 Stunden gehalten, dann getrocknet , zu einem Zeitmodus 800 o C bis zu konstantem Gewicht gegeben.

3. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Betonmischung ersten Komponenten von den Schlacken Füllstoff zugeführt wird, wonach das Rühren für 20-30 Sekunden durchgeführt wird und dann zugeführt, um 30 Gewichts-% Wasser und Mischen von 30 Gewichts-% superplasticizer durchgeführt die Mischung für 20-30 Sekunden gerührt, wonach Zement, 50 Gewichts-% Anmachwasser dient, mixture die verbleibende Masse der Superverflüssiger und Beton Retarder wird das Gemisch unter Rühren für 40-60 Sekunden durchgeführt wird, dann wird die restliche Wassermassendurchmischung durch~~POS=TRUNC zugeführt und Rühren der Mischung wird durchgeführt 20-30.

4. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmischer mit den Komponenten der Betonmischung nicht mehr als 60% seines Volumens gefüllt.

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Erscheinungsdatum 18.01.2007gg