DE2749059C2 - Verfahren zum Herstellen eines neutronensicheren Betons - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines neutronensicheren BetonsInfo
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-
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Description
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffdispersion in an sich
bekannter Weise aus folgenden Bestandteilen besteht:
30 Gewichtsteile Polyvinylpropionat
0,75 Gewichtsteile Terpentinöl
0,75 Gewichtsteile Xylol
0,65 Gewichtsteile Fettsäureester
0,30 Gewichtsteile Paraffinöl
18,5 Gewichtsteile chlorfreie Bitumenemulsion.
18,5 Gewichtsteile chlorfreie Bitumenemulsion.
4. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß das Neutronenabsorptionsmittel vor dem Tauchen soweit mit Wasser gesättigt wird (ca.
80%), daß es nach dem Einbringen in den Beton bis zu seiner Erstarrung diesem das restliche Wasser bis
zur vollen Sättigung entnimmt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton im Preß-,
Walz-, Rüttel- oder Schleuderverfahren verdichtet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton durch
Auftragen im Spritzverfahren verdichtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton auf eine Dichte von
2,51 bis 2,55 g/cm3 verdichtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Neutronenabsorptionsmittel während
des Spritzvorganges, z. B. in den Spritzschlauch, in das Strahlrohr oder an der Spritzmaschine
eingeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichne;, daß vor dem Aufbringen des
neutronensicheren Spritzbetons eine Spritzbetonschicht ohne Neutronenabsorptionsmittel aufgetragen
wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Neutronenabsorptionsmittel
aus einer Cadmium-, Bor- oder Hafniumverbindung besteht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Neutronenabsorptionsmittel aus Bortrioxid-Granulat besteht.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsmischung
Stahl-, Kunststoff- oder Kohlenstofffasern zugesetzt werden.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines neutronensicheren Betons gemäß dem
Oberbegriff in Anspruch 1. Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der DD-PS 26 267 bekannt
Auch aus den DE-OS 25 12 858 (mit weiteren durckschriftlicheii Nachweisen) und 2516 023 ist es
bereits bekannt, Beton durch bestimmte Zusätze, z. B.
Bortrioxid, strahlungs- und insbesondere neutronensicher zu machen oder, anders ausgedrückt, die zur
Strahlungs- und Neutronenabsorption notwendige Wandstärke auf ein annehmbares Maß zu vermindern.
Diese Zusätze haben jedoch sämtliche den Nachteil, daß sie die Festigkeitswerte des fertigen Betons beträchtlich
vermindern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungs- und
insbesondere neutronensicheren Betons anzugeben, bei dessen Anwendung die Festigkeitswerte des fertigen
Betons durch die Zugabe des Neutronenabsorptionsmittels möglichst wenig beeinträchtigt werden.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Neutronenabsorptionsmittel vor der Zugabe in die Ausgangsmischung in ein Gemisch aus Kunststoffdispersion
und Zementgel getaucht wird.
Durch die Maßnahme gemäß der Erfindung wird das Neutronenabsorptionsmittel durch das in dem Gemisch
aus Kunststoffdispersion und Zementgel enthaltene und gegebenenfalls zugesetztes Wasser bis zur Sättigung
angereichert, jedoch durch die Erwirkung der Kunststoffdispersion und des Zementgels nicht aufgelöst.
Beim Eintauchen des Neutronenabsorptionsmittels tritt eine Temperaturerhöhung desselben auf etwa 800C ein.
Dabei nimmt das Neutronenabsorptionsmittel Bestandteile der Dispersion auf, die es praktisch ummanteln.
Durch die Wärme wird die Dispersion zusammen mit
dem Zement innerhalb kurzer Zeit, in der Größenordnung von etwa 10 Minuten, hart und wasserundurchlässig.
Somit kann das Neutronenabsorptionsmittel in dem fertigen Beton seine volle Wirkung entfallen, ohne sich
jedoch im Beton auflösen und dessen Festigkeit nachteilig beeinflussen zu können. Der fertige Beton ist
dreidimensional gleichermaßen belastbar.
Als Kunststoffdispersion wird vorzugsweise die in den Unteransprüchen 2 und 3 in ihren einzelnen
Bestandteilen angegebene Dispersion benutzt, die aus der DE-AS 22 56 056 an sich bekannt ist.
Unter Umständen, insbesondere wenn die Kunststoffdispersion sehr schnell wirkt, kann es erforderlich sein,
das Neutronenabsorptionsmittel vor dem Eintauchen in das Gemisch aus Kunststoffdispersion und Zementgel
soweit mit Wasser zu sättigen, daß es nach dem Einbringen in den Beton diesem bis zu seiner Erstarrung
das restliche Wasser bis zur vollen Sättigung entnehmen kann.
Da das Neutronenabsorptionsmittel (besonders Bortrioxid) bei Sauerstoffabschluß hart wie Korund wird,
wird der Beton verzugsweise z. B. im Preß-, Rüttel-, Walz- oder Schleuderverfahren verdichtet.
Ferner ist es möglich, den Beton im Spritzverfahren aufzutragen, wobei gleichzeitig eine gute Verdichtung
gewährleistet ist.
Die Dichte soll vorzugsweise 2,51 bis 2,55 g/cm3 betragen.
Beim Spritzbeton lassen sich sogar Gammastrahlen wirksam abschirmen, so daß die Betonstärken für die
Herstellung des Primärteils von Reaktoren vermindert werden können.
Vorzugsweise wird, um die Einwirkungszeit der Ausgangsmischung auf das Neutronenabsorptionsmittel
möglichst kurz zu halten, diese während des Spritzvorganges, z. B. in den Spritzschlauch, das Strahlrohr oder
die Spritzmaschine (s.Z. B. DE-AS 22 15 485) eingeführt
Um zu verhindern, daß das Neutronenabsorptionsmittel
beim Aufprall auf die Unterlage mechanisch zerstört wird, wird vor dem Aufbringen des Spritzbetons
eine Spritzbetonschicht ohne Neutronenabsorptionsmittel aufgetragen.
Vorzugsweise besteht das Neutronenabsorptionsmittel aus einer Cadmium-, Bor- oder Hafniumverbindung,
insbesondere aus Bortrioxid-Granulat.
Zur weiteren Erhöhung der Festigkeitswerte und der Abschirmwirkung, z. B. auch gegen elektromagnetische
Impulse, können der Betonmischung Stahl- oder Kohlenstoffasem zugesetzt werden.
Die Ausgangsmischung enthielt folgende Bestandteile:
211.1 kg Sand der Körnung 0,0 bis 0,2 mm
595.2 kg Sand der Körnung 0,25 bis 1,0 mm
288.1 kg Sand der Körnung 1,0 bis 2,0 mm
326,4 kg Sand der Körnung 2,0 bis 4,0 mm
326,4 kg Sand der Körnung 2,0 bis 4,0 mm
499.2 kg Kies der Körnung 4,0 bis 8,0 mm
350,0 kg Hochofenzement 450 L
350,0 kg Hochofenzement 450 L
17,5 kg Dispersion nach Unteranspruch 3
0,4 kg Kaliumfluorid
0,6 kg Kohlenstoffaser 0,008 mm dick und 10 bis
30 mm lang
150,51 Wasser, einschl. der Eigenfeuchte der Zuschlagstoffe.
Diese Ausgangsmischung wurde im Spritzverfahren
aufgetragen, wobei während des Spritzvorganges in den Spritzschlauch der Maschine erfindungsgemäß vorbehandeltes
Bortrioxid-Granulat mit einem Anteil von 1 Gew.-% (24 kg/m3) eingeführt wurde.
Der erhaltene Strahlenschutzbeton hatte einen makroskopischen Absorptionsquerschnitt von 2,4 bei
folgenden mittleren Festigkeitswerten nach 28 (90) Tagen:
Druckfestigkeit 61,0<32,0)MN/m2
Spaltzugfestigkeit 11,2(15,2) MN/m2
Zugfestigkeit 10,5 (14,5) MN/m2
Spaltzugfestigkeit 11,2(15,2) MN/m2
Zugfestigkeit 10,5 (14,5) MN/m2
Die entsprechenden Werte eines ansonsten gleichen Betons ohne Strahlenschutzmittel betrugen 67,0 (91,0)
bzw. 13,3 (17,9) bzw. 12,1 (16,7) MN/m2.
Bei Erhöhung des Bortrioxidgehalts bis zu 5 Gew.-% vom Betongewicht wurde eine Steigerung des makroskopischen
Absorptionsquerschnittes von 12 erreicht. Um die Festigkeitswerte des Betons konstact zu halten,
wurden dabVi an der Ausgangsmischung ebenfalls der Gehalt an Zement, Dispersion, Kaliumfluorid und
Kohlenstoffaser um 5% erhöht.
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen eines neutronensicheren Betons, durch Zugabe eines Neutronenabsorptionsmittels
zur ^usgangsmischung des Betons, dadurch gekennzeichnet, daß das Neutronenabsorptionsmittel
vor der Zugabe in die Ausgangsmischung in ein Gemisch aus Kunststoffdispersion und Zementgel getaucht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffdispersion in bekannter
Weise aus folgenden Bestandteilen besteht:
20 bis 40 Gewichtsteile Polyvinylpropionat
0,1 bis 5 Gewichtsteile Terpentinöl
0,1 bis 5 Gewichtsteile Xylol
0,1 bis 5 Gewichtsteile Fettsäureester
0,1 bis 5 Gewichtsteile Paraffinöl
10 bis 40 Gewichtsteile chlorfreie Bitumenemulsion.
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