JP2006038465A

JP2006038465A - 放射線遮蔽用コンクリート組成物

Info

Publication number: JP2006038465A
Application number: JP2004214116A
Authority: JP
Inventors: Toshio Maekawa; 利雄前川; Kenji Yoshimatsu; 賢二吉松; Koichi Sato; 孝一佐藤; Suguru Nonaka; 英野中; Shizuo Sasaki; 静郎佐々木; Tomotake Umetsu; 朋岳梅津
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】比重の大きな骨材を用いた場合でも、上記骨材をコンクリート中に均一に分散させることのできるコンクリート組成物を提供する。
【解決手段】放射線遮蔽体を構築するためのコンクリート組成物として、骨材の一部または全部に、磁鉄鉱や砂鉄といった、比重が４〜５程度の重量骨材や、比重が８に近い純鉄や、更に鉛のように比重の大きな骨材を用いるとともに、上記コンクリート組成物に、セルロース系またはアクリル系の水溶性高分子を主成分とする水中不分離性混和剤、あるいは、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）とを含有して成る増粘性添加剤を配合するようにした。
【選択図】なし

Description

本発明は、ＰＥＴ施設や医療用放射線照射施設、加速器施設、アイソトープ貯蔵施設、ウラン処理施設、原子炉施設などの放射線を扱う建物に設けられる放射線遮蔽コンクリートを構築するために用いられるコンクリート組成物に関するものである。

近年、医療関係の施設においても、ガン診断を行うＰＥＴ施設やガン治療を行う医療用放射線照射施設などのように放射線を取扱う施設が増加しつつある。このような、放射線を取扱う施設においては、放射線源が設置されている箇所の周囲に鉄筋コンクリートから成る放射線遮蔽体（以下、遮蔽コンクリートという）を設けて、管理区域外に放射線が漏洩しないようにしている。上記遮蔽コンクリートに用いられるコンクリート組成物としては、通常の鉄筋コンクリートと同様に、石灰石・粘土・酸化鉄などを原料とした普通のポルトランドセメントに、水、及び、川砂，海砂，山砂，砕石，砕砂などから得られる骨材とを混練したものが用いられている。
上記遮蔽コンクリートの放射線遮蔽効果は、コンクリートの比重と厚さとの積に比例することから、近年、磁鉄鉱等の自然岩石を粉砕したものや、ショットブラスト用のスチール細粒、あるいは、鉄廃材を鍛造または熱間プレス加工して粒状としたような重量骨材を含有した、比重の大きな重量コンクリートが採用されつつある（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平２−１７２８４６号公報実開平６−７６８９９号公報

ところで、コンクリートでは、ブリージング等により骨材の沈降が認められるが、特に、コンクリート中の骨材の一部もしくは全部を重量骨材に置換した場合には、骨材の分布が不均質になりやすく、そのため、上記従来の重量コンクリートでは放射線遮蔽効果にばらつきが認められるといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、比重の大きな骨材を用いた場合でも上記骨材をコンクリート中に均一に分散させることのできるコンクリート組成物を提供することを目的とする。

本願の請求項１に記載の発明は、放射線を遮蔽する遮蔽コンクリートを構築するためのコンクリート組成物であって、骨材の一部に、比重が４以上の重量骨材を用いるとともに、上記コンクリート組成物に、コンクリートの構成材料が分離するのを防ぐ目的で添加される増粘性混和剤を配合したことを特徴とするものである。
なお、重量骨材は、比重の著しく大きな骨材で、普通骨材の比重が約２．６であるのに対し、比重が４．０以上の骨材をいう。具体的には、磁鉄鉱（比重：４．５〜５．２）、砂鉄（比重：４〜５）、チタン鉄鋼（比重：４．２〜４．８）、重晶石（比重：４〜４．７）などがある（例えば、笠井芳夫：コンクリート総覧、ｐ２３１参照）。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線遮蔽用コンクリート組成物において、上記重量骨材として、純鉄及び鉛のいずれか一方、または両方を用いたものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の放射線遮蔽用コンクリート組成物において、上記増粘性混和剤として、水中不分離性混和剤を用いたものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の放射線遮蔽用コンクリート組成物において、上記増粘性混和剤として、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する添加剤であり、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが、両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、または、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、から選択される増粘性添加剤のうちのいずれかの増粘性添加剤を用いたものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の放射線遮蔽用コンクリート組成物において、上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせから成る増粘性添加剤を用いるとともに、上記化合物(Ａ)と上記化合物(Ｂ)とを、単位水量に対して、それぞれ０．５〜５．０重量％の割合で配合したものである。

本発明によれば、放射線を遮蔽する遮蔽コンクリートを構築するためのコンクリート組成物において、骨材の一部に、比重が４以上の重量骨材を用いるとともに、上記コンクリート組成物に、水中不分離性混和剤などの増粘性混和剤を配合してコンクリートの構成材料が分離するのを防ぐようにしたので、上記重量骨材がコンクリート中に均一に分散した遮蔽コンクリートを得ることができ、上記遮蔽コンクリートの単位体積当たりの放射線遮蔽性能を向上させることができる。
このとき、上記増粘性混和剤として、水中不分離性混和剤、あるいは、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせから成る増粘性添加剤などを用いれば、上記重量骨材をコンクリート中に更に均一に分散させることができる。
また、上記重量骨材として、比重が８に近い純粋な鉄や、更に比重の大きい鉛などを用いるようにすれば、上記遮蔽コンクリートの単位体積当たりの放射線遮蔽性能を更に向上させることができる。

以下、本発明の最良の形態について説明する。
本発明の最良の形態に係る放射線遮蔽用コンクリート組成物は、セメント、水、細骨材、粗骨材を主材料とし、骨材の一部または全部に重量骨材を用いるとともに、上記コンクリート組成物にコンクリート用化学混和剤と増粘性混和剤とを配合したものである。
本例では、上記重量骨材として、磁鉄鉱や砂鉄といった、比重が４〜５程度のものの他に、比重が８に近い純鉄や、更に鉛のように比重の大きな骨材を使用している。このとき、上記磁鉄鉱、砂鉄、純鉄、鉛などは、粗骨材として使用してもよいし、細骨材として使用してもよい。あるいは、粗骨材と細骨材との両方に用いてもよい。
増粘性混和剤は、コンクリートの構成材料が分離するのを防ぐ目的で添加されるもので、その組成については特に限定されるものではないが、主に、水中不分離性コンクリートに用いられる、セルロース系またはアクリル系の水溶性高分子を主成分とする水中不分離性混和剤を用いることが好ましく、更に、早強性を考慮すると、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）とを含有して成る増粘性添加剤を用いることが特に好ましい。ここで、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）としては、４級アンモニウム塩型カチオン性界面活性剤が好ましく、特に、アルキルアンモニウム塩を主成分とする添加剤が好ましい。また、第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）としては、芳香環を有するスルフォン酸塩が好ましく、特に、アルキルアリルスルホン酸塩を主成分とする添加剤が好ましい。
このような、水中不分離性混和剤あるいは増粘性添加剤をコンクリート組成物に配合することにより、骨材の一部に重量骨材を用いた場合でも、上記重量骨材が材料分離を起こしてしまうことがないので、上記重量骨材をコンクリート中に均一に分散させることができる。
なお、上記増粘性添加剤を添加する際には、はじめに、セメント、水、細骨材に、コンクリート用化学混和剤と、上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを練り混ぜて混練物を作製した後、この混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練し、最後に粗骨材を加えて混練し、コンクリート組成物を作製することが望ましい。また、上記化合物(Ａ)と上記化合物(Ｂ)の配合比としては、単位水量に対して、それぞれ０．５〜５．０重量％の割合とすることが好ましい。

このように、本実施の形態によれば、放射線遮蔽コンクリートを構築するためのコンクリート組成物として、骨材の一部または全部に、磁鉄鉱や砂鉄といった、比重が４〜５程度の重量骨材や、比重が８に近い純鉄や、更に鉛のように比重の大きな骨材を用いるとともに、上記コンクリート組成物に、セルロース系またはアクリル系の水溶性高分子を主成分とする水中不分離性混和剤あるいは、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）とを含有して成る増粘性添加剤を配合するようにしたので、上記のような重量骨材を用いた場合でも、上記重量骨材をコンクリート中に均一に分散させることができる。これにより、単位体積当たりの放射線遮蔽性能の高い遮蔽コンクリートを構築することができるので、同等の遮蔽性能を確保するための遮蔽コンクリートの厚さを薄くすることができる。

なお、上記実施の形態では、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）としてカチオン性界面活性剤から選ばれる化合物を用い、第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）としてアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物を含有して成る増粘性添加剤を用いたが、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）としては、ドデカン酸アミドプロピルベタインなどの両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とＰＯＥ（３）ドデシルエーテル硫酸エステル塩などのアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、または、上記カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭化ナトリウムなどの臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせであってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、重量骨材がコンクリート中に均一に分散した放射線遮蔽コンクリートを得ることができるので、遮蔽コンクリートの単位体積当たりの放射線遮蔽性能を向上させることができる。したがって、遮蔽コンクリートの厚さを薄くすることができ、効率的な遮蔽を行うことができる。

Claims

放射線を遮蔽する遮蔽コンクリートを構築するためのコンクリート組成物であって、骨材の一部または全部に、比重が４以上の重量骨材を用いるとともに、上記コンクリート組成物に増粘性混和剤を配合して成ることを特徴とする放射線遮蔽用コンクリート組成物。
上記重量骨材として、純鉄及び鉛のいずれか一方、または両方を用いたことを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽用コンクリート組成物。
上記増粘性混和剤として、水中不分離性混和剤を用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線遮蔽用コンクリート組成物。
上記増粘性混和剤として、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する添加剤であり、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが、両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、または、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、から選択される増粘性添加剤のうちのいずれかの増粘性添加剤を用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線遮蔽用コンクリート組成物。
上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせから成る増粘性添加剤を用いるとともに、上記化合物(Ａ)と上記化合物(Ｂ)とを、単位水量に対して、それぞれ０．５〜５．０重量％の割合で配合したことを特徴とする請求項４に記載の放射線遮蔽用コンクリート組成物。