початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2194316

СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ РАДІАЦІЙНО-захисного БЕТОНУ

Ім'я винахідника: Свиридов Н.В .; Воронцов В.В .; Гевірц В.Б .; Гуськов В.Д .; Коваленко М.Г .; Крюков В.Я .; Трофимов Н.А .; Ходасевич К.Б.
Ім'я патентовласника: Федеральне державне унітарне підприємство "Конструкторське бюро спеціального машинобудування"
Адреса для листування: 194100, Санкт-Петербург, Федеральне державне унітарне підприємство "Конструкторське бюро спеціального машинобудування"
Дата початку дії патенту: 2002.03.10

Винахід відноситься до будівництва, зокрема до технології виготовлення радіаційно-захисного бетону, що застосовується переважно для виготовлення залізобетонних (металобетонних) контейнерів, призначених для зберігання і / або транспортування радіоактивних матеріалів. Технічний результат - зменшення прояви в бетонному масиві негативних факторів, що впливають на радіаційно-хімічну безпеку експлуатації таких конструкцій, як металлобетонная контейнери. У способі виготовлення радіаційно-захисного бетону, що включає приготування бетонної суміші з попередньою підготовкою входить до складу її компонентів заповнювач з окалини, при підготовці заповнювач з окалини його піддають пасивування, для чого попередньо перемішують з водою, потім мокрий заповнювач з окалини поміщають в піч, де витримують в заданому режимі, причому згаданий заповнювач перед пассивированием збагачують шляхом промивання у воді.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до будівництва, зокрема до технологій виготовлення радіаційно-захисного бетону, що застосовується переважно для виготовлення залізобетонних (металобетонних) контейнерів, призначених для зберігання і / або транспортування радіоактивних матеріалів.

Ефективне використання бетону як заповнювач замкнутих металоконструкцій корпусу металлобетонная контейнера, призначеного для тривалого зберігання і / або транспортування, наприклад, відпрацьованого ядерного палива (ВЯП), пов'язане з необхідністю одночасного забезпечення високих механічних і радіаційно-захисних властивостей бетону. Це досягається, наприклад, шляхом використання як заповнювач при приготуванні бетонної суміші окалини, яку вибирають на металургійному виробництві від різних технологічних процесів.

При експлуатації металлобетонная контейнера, завантаженого ВЯП, в бетоні, що заповнює порожнину між металевими зовнішньої і внутрішньої оболонками металлобетонная контейнера, під впливом радіації (головним чином -випромінювання) і теплового потоку з боку ВЯП відбуваються різного роду процеси, супроводжувані виділенням водню і підвищенням тиску у внутрішніх порах бетону і відповідно в герметичній порожнині між зовнішньою і внутрішньою металевими оболонками контейнера.

До таких процесів відносяться:

1. Термохімічна корозія "чистого" (неокисленного) заліза, наявного в окалині, інтенсивно протікає при підвищенні температури бетону.

2. Електрохімічний корозія, обумовлена ​​протіканням через струмопровідну бетонну середу електричного струму між металами з різним електрохімічним потенціалом.

Провідність бетону в даному випадку визначається як наявністю в порах бетону вільної і адсорбционно-зв'язаної води, так і іонізацією газової суміші пір бетону під впливом випромінювання ВЯП.

3. радіоліз води бетону, в тому числі і хімічно зв'язаної, під впливом випромінювання ВЯП.

Активність реакцій термохимической і електрохімічної корозії металу і відповідно виділення водню при цих реакціях залежить від кількості "чистого" (неокисленного) заліза в окалині і кількості дрібних і пилуватих фракцій окалини (найбільш хімічно активних фракцій).

При експлуатації металлобетонная контейнера, завантаженого ВЯП, перераховані вище процеси можуть призвести до таких негативних явищ, як:

1. Надмірному підвищення тиску в порах бетонного наповнювача і в порожнині між металевими зовнішньої і внутрішньої оболонками металлобетонная контейнера.

2. електрохімічної корозії контактують з бетонним наповнювачем огороджувальних герметизирующих металоконструкцій, виконаних зі сталі (зокрема, нержавіючої), що має в порівнянні з окалиною інший електрохімічний потенціал.

При цьому, якщо експлуатаційним регламентом технології зберігання ВЯП може бути передбачений періодичний скид тиску з замкнутих порожнин металлобетонная контейнера, що містять бетонний наповнювач, а інтенсивність газоутворення визначає лише частоту або період даної технологічної операції, то процеси електрохімічної корозії огороджувальної бетон герметизуючої металоконструкції є неконтрольованими.

Розгерметизація контейнера внаслідок корозії металу захисної конструкції може привести до виходу радіонуклідів з внутрішньої порожнини контейнера в процесі тривалого зберігання ВЯП.

Таким чином, зниження інтенсивності процесу електрохімічної корозії огороджувальної бетон металоконструкції є завданням не менш важливою, ніж зниження інтенсивності газоутворення, і безпосередньо впливає на екологічну безпеку зберігання ВЯП.

Істотною умовою підвищення надійності металобетонних контейнерів, для яких характерне розміщення масиву бетону в герметичній порожнині між зовнішньою і внутрішньою металевими оболонками контейнера, є зведення до мінімуму інтенсивності газовиділення і тиску газової фази в порах бетону і в замкнутих порожнинах металоконструкцій.

Відомі способи виготовлення радіаційно-захисного бетону, які реалізуються при виготовленні залізобетонних (металобетонних) контейнерів. Відомі способи включають приготування бетонної суміші, до складу компонентів якої входить заповнювач з окалини. Приготовану бетонну суміш укладають в конструкцію залізобетонного (металлобетонная) контейнера і витримують в заданому режимі. При цьому всередині бетону розміщують кошти для відводу газів з замкнутих порожнин конструкції в навколишнє контейнер простір.

Наприклад, відомий залізобетонний контейнер для зберігання і транспортування відпрацьованих збірок ТВЕЛ ядерного реактора за патентом RU 2082232 (МПК ⁶ G 21 F 5/008, 1994). У конструкції контейнера застосований бетонний склад, що включає як заповнювач окалину відходів металургійного виробництва. Для відводу з бетону газів і парів води в контейнері передбачена система перфорованих газоотводних труб, розташованих близько внутрішньої металевої оболонки контейнера. У верхній частині контейнера газоотводние труби об'єднані в збірний колектор, який під час сушіння бетону через канал в кованому верхньому кільці корпусу контейнера з'єднується за допомогою технологічного клапана з атмосферою. Після завершення сушіння згаданий канал закривається розривної запобіжної мембраною.

і відомий контейнер для транспортування і / або зберігання ВЯП за патентом RU 2089948 (МПК ⁶ G 21 F 5/008, 1995 г.). У відомому контейнері, що містить внутрішню і зовнішню циліндричні оболонки з днищами, порожнину між якими заповнена важким бетоном, всередині бетонного заповнювача розміщені газопроводи, з'єднані кільцевим колектором. Газопроводи і колектор виконані у вигляді металевих тросів. Колектор повідомлений з виведеним назовні каналом, перекритим водородопроніцаемой мембраною. При експлуатації контейнера водень, який утворюється в бетонному масиві в результаті реакцій радіолізу води і корозії металу, за рахунок дифузії по бетону досягає газопровідної металевих тросів і далі через колектор доходить до водородопроніцаемой мембрани. Диффундируя через мембрану, водень виходить з контейнера в навколишнє контейнер простір.

Однак відомі рішення, що забезпечують скидання тиску водню в заповнених бетоном замкнутих порожнинах контейнера, припускають зниження герметичних властивостей контейнера і, отже, зниження його екологічної безпеки. Крім того, відомі рішення, забезпечуючи скидання тиску газу, не вирішують завдання зниження інтенсивності процесів газовиділення в бетоні.

Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого способу є спосіб виготовлення радіаційно-захисного бетону, що включає приготування бетонної суміші з попередньою підготовкою входить до складу її компонентів заповнювач з окалини (патент RU 2100304, МПК ⁶ С 04 В 28/00, G 21 F 5 / 00, 1/04, 1996). Бетонна суміш включає наступні компоненти: дрібний і крупний заповнювач з окалини, цемент, суперпластифікатор С-3 і воду замішування. Окалину попередньо, до застосування в справу, обробляють протягом 20-40 с в кульової млині, потім з обробленої суміші видаляють зерна розміром від 0 до 0,16 мм, а масу, що залишилася окалини розсіюють на фракції: 10-20, 5-10, 1,25-5, 0,63-1,25, 0,16-0,63 мм. В процесі обробки окалини в кульової млині відбувається руйнування слабких включень і контактів великих зерен, а й сторонніх домішок. При розсіві слабкі зерна видаляються разом із зернами 0-0,16 мм. У варіанті виконання приготовлену бетонну суміш укладають в конструкцію металлобетонная контейнера для транспортування або зберігання ВЯП.

Відомий спосіб виготовлення радіаційно-захисного бетону забезпечує досить високу міцність бетону, яка досягнута завдяки застосуванню найміцнішою з різновидів окалини - окалини машинної вогневої зачистки блюмов, слябів і інших заготовок, низького водоцементного співвідношення бетонної суміші, оптимального підбору масового співвідношення наповнювачів в бетоні і попередній підготовці заповнювач з окалини.

Однак відомий спосіб виготовлення радіаційно-захисного бетону передбачає використання для приготування бетонної суміші досить великого обсягу заповнювач з окалини, наслідком чого є наявність в бетонної суміші великої кількості "чистого" (неокисленного) заліза, який надає небажаний вплив на інтенсивність процесів газовиділення в бетоні.

Завданням цього винаходу є створення способу виготовлення радіаційно-захисного бетону, що забезпечує зменшення прояви в бетонному масиві негативних факторів, що впливають на радіаційно-хімічну безпеку експлуатації таких конструкцій, як металлобетонная контейнери.

Зазначена задача вирішується завдяки тому, що у відомому способі виготовлення радіаційно-захисного бетону, що включає приготування бетонної суміші з попередньою підготовкою входить до складу її компонентів заповнювач з окалини, відповідно до винаходу при підготовці заповнювач з окалини його піддають пасивування, для чого попередньо перемішують з водою, потім мокрий заповнювач з окалини поміщають в піч, де витримують у заданому режимі.

Разом з цим заповнювач з окалини перед пассивированием збагачують шляхом промивання у воді.

Технічний результат використання винаходу полягає в тому, що завдяки пасивування зменшується кількість "чистого" (неокисленного) заліза на поверхні використовуваного при приготуванні бетонної суміші заповнювача з окалини, в результаті чого при експлуатації радіаційно-захисного бетону знижується інтенсивність процесів термохімічної і електрохімічної корозії заповнювач з окалини , електрохімічної корозії огороджувальної бетон металоконструкції і відповідно знижується інтенсивність газоутворення в бетоні. Все це, в кінцевому підсумку, дозволяє підвищити надійність конструкцій, для яких характерне розміщення масиву бетону в герметичних порожнинах, наприклад, таких конструкцій, як залізобетонні (металлобетонная) контейнери для ВЯП.

У варіанті здійснення винаходу, що заявляється спосіб використовується для виготовлення радіаційно-захисного бетону, наприклад для залізобетонних (металобетонних) контейнерів, призначених для транспортування та / або зберігання ВЯП.

Технологія способу виготовлення радіаційно-захисного бетону полягає в наступному. Бетонну суміш готують в змішувачі з примусовим перемішуванням. При цьому барабан змішувача завантажують компонентами бетонної суміші не більше ніж на 60% від його обсягу, що пов'язано з досить високою щільністю бетонної суміші, що включає заповнювач з окалини. У варіанті здійснення винаходу бетонна суміш включає наступні компоненти: дрібний і крупний заповнювач з окалини, цемент, суперпластифікатор, наприклад, на основі натрієвої солі продукту конденсації нафталінсульфокіслоти і формальдегіду С-3 і воду замішування. Разом з цим в інших варіантах виконання бетонна суміш може включати і інші компоненти. Наприклад, бетонна суміш може додатково містити як заповнювач дріб чавунну або сталеву і сповільнювач схоплювання суміші. Необхідну окалину вибирають на металургійному виробництві від різних технологічних процесів. Окалину до застосування в справу розсіюють на стандартні фракції, наприклад, 10-20, 5-10, 1,25-2,5, 0,16-1,25 мм, видаляють зерна крупніше 20 мм і сторонні включення.

У варіанті виконання попередньо підготовлений заповнювач з окалини збагачують шляхом промивання у воді. Це дозволяє звести до мінімуму кількість найбільш хімічно активних дрібних і пилуватих фракцій окалини.

Після цього заповнювач з окалини піддають пасивування. У варіанті здійснення винаходу пассивирование заповнювач з окалини полягає в наступному. Спочатку заповнювач перемішують з водою в бетоносмесителе або в промивальному агрегаті. При цьому витримують співвідношення заповнювача з окалини і води по масі відповідно 1: 3. Потім зливають воду, і мокрий заповнювач з окалини в відповідних ємностях поміщають в піч, де при температурі 100-200 ^o С витримують протягом 18-24 год, після чого висушують при заданому часовому режимі при температурі до 800 ^o С до постійної маси. Часовий режим визначається розміром фракції окалини. В результаті подібної сушки з окалини випалюються органічні забруднення, які можуть бути джерелом газовиділення в бетоні при впливі радіації і тепловій дії.

Після цього підготовлені компоненти бетонної суміші із заданою послідовністю подають в бетонозмішувач з примусовим перемішуванням і перемішують з витримкою тимчасових інтервалів.

Потім підготовлену бетонну суміш укладають в конструкцію залізобетонного (металлобетонная) контейнера і витримують в заданому режимі.

Завдяки пасивування зменшується кількість "чистого" (неокисленного) заліза на поверхні використовуваного при приготуванні бетонної суміші заповнювача з окалини, в результаті чого знижується інтенсивність процесів термохімічної і електрохімічної корозії заповнювач з окалини, електрохімічної корозії огороджувальної бетон металоконструкції, що контактує з бетонним наповнювачем, і відповідно знижується інтенсивність газоутворення в бетоні при впливі радіації і тепловій дії в процесі експлуатації залізобетонних (металобетонних) контейнерів, призначених для зберігання і / або транспортування ВЯП.

Таким чином, завдяки особливостям виконання пропонований спосіб виготовлення радіаційно-захисного бетону забезпечує зниження активності відбуваються всередині бетонного масиву процесів, що супроводжуються виділенням водню і підвищенням тиску у внутрішніх порах бетону, і корозійну стійкість огороджувальної бетон металоконструкції із збереженням герметизуючих властивостей останньої, що дозволяє підвищити надійність і екологічну безпеку конструкцій, для яких характерне розміщення масиву бетону в герметичних порожнинах, наприклад, таких конструкцій, як залізобетонні (металлобетонная) контейнери для транспортування і / або зберігання радіоактивних матеріалів.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб виготовлення радіаційно-захисного бетону, що включає приготування бетонної суміші з попередньою підготовкою входить до складу її компонентів заповнювач з окалини, що відрізняється тим, що при підготовці заповнювач з окалини його піддають пасивування, для чого попередньо перемішують з водою, потім мокрий заповнювач з окалини поміщають в піч, де витримують у заданому режимі.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що згаданий заповнювач перед пассивированием збагачують шляхом промивання у воді.

Версія для друку
Дата публікації 18.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів