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 RU2179538

СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ РАДІАЦІЙНО-захисного БЕТОНУ

Ім'я винахідника: Свиридов Н.В .; Воронцов В.В .; Гуськов В.Д .; Гевірц В.Б .; Коваленко М.Г .; Крюков В.Я .; Ходасевич К.Б.
Ім'я патентовласника: Федеральне державне унітарне підприємство "Конструкторське бюро спеціального машинобудування"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 2000.04.05

Винахід відноситься до будівництва, зокрема до технологій виготовлення радіаційно-захисного бетону, що застосовується для виготовлення металобетонних контейнерів, призначених для зберігання і / або транспортування радіоактивних матеріалів. Технічний результат - підвищення радіаційно-хімічної безпеки при експлуатації таких конструкцій, як металлобетонная контейнери. Спосіб виготовлення радіаційно-захисного бетону, що включає приготування бетонної суміші з дрібного і крупного заповнювача з окалини з попередньою підготовкою останнього з поділом на фракції, цементу, суперпластифікатора і води замішування, укладання бетонної суміші, її ущільнення і твердіння з витримкою температурних і тимчасових режимів, передбачає , що підготовлений і розділений на фракції заповнювач з окалини збагачують, потім його піддають пасивування, після чого підготовлені компоненти бетонної суміші із заданою послідовністю подають в бетонозмішувач з примусовим перемішуванням і перемішують з витримкою тимчасових інтервалів, при цьому в бетонозмішувач подають сповільнювач схоплювання бетонної суміші, потім приготовлену бетонну суміш укладають в конструкцію і витримують в заданому режимі. Причому при пассивированием заповнювач перемішують з водою 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 поміщають в піч, де при температурі 100-200 ^o С витримують протягом 18-24 ч, після чого висушують при заданому часовому режимі до 800 ^o с до постійної маси, при подачі компонентів бетонної суміші в бетонозмішувач спочатку подають заповнювач з окалини, після чого здійснюють перемішування протягом 20-30 с, потім подають 30% від маси води замішування і 30% від маси суперпластифікатора, здійснюють перемішування суміші протягом 20-30 с, після чого подають цемент, 50% від маси води замішування, що залишилася масу суперпластифікатора і сповільнювач схоплювання бетонної суміші, здійснюють перемішування суміші протягом 40-60 с, потім подають масу, що залишилася води замішування і здійснюють перемішування суміші протягом 20-30 с, причому барабан бетонозмішувача завантажують компонентами бетонної суміші не більше ніж на 60% від його обсягу.

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).

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 г.). 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 дрібного і крупного заповнювача з окалини з попередньою підготовкою останнього з поділом на фракції, цементу, суперпластифікатора і води замішування (патент RU 2100304, МПК ⁶ С 04 В 28/00, G 21 F 5/00, 1/04, 1996 г.). Відомий спосіб передбачає укладання бетонної суміші в конструкцію металлобетонная контейнера, її ущільнення і твердіння з витримкою тимчасових інтервалів. 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.

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 дрібного і крупного заповнювача з окалини з попередньою підготовкою останнього з поділом на фракції, цементу, суперпластифікатора і води замішування, укладання бетонної суміші, її ущільнення і твердіння з витримкою температурних і тимчасових режимів, відповідно до винаходу підготовлений і розділений на фракції заповнювач з окалини збагачують, потім його піддають пасивування. Після цього підготовлені компоненти бетонної суміші із заданою послідовністю подають в бетонозмішувач з примусовим перемішуванням і перемішують з витримкою тимчасових інтервалів. При цьому в бетонозмішувач подають сповільнювач схоплювання бетонної суміші. Потім приготовлену бетонну суміш укладають в конструкцію і витримують в заданому режимі.

При пассивированием заповнювач з окалини спочатку згаданий заповнювач перемішують з водою в промивальному агрегаті. При цьому витримують співвідношення заповнювача з окалини і води по масі відповідно 1: 3. Потім зливають воду і мокрий заповнювач 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.

При подачі компонентів бетонної суміші в бетонозмішувач спочатку подають заповнювач з окалини. Після цього здійснюють перемішування протягом 20-30 с. Потім подають 30% від маси води замішування і 30% від маси суперпластифікатора. Здійснюють перемішування суміші протягом 20-30 с. Після цього подають цемент, 50% від маси води замішування, що залишилася масу пластифікатора і сповільнювач схоплювання бетонної суміші. Здійснюють перемішування суміші протягом 40-60 с. Потім подають масу, що залишилася води замішування і здійснюють перемішування суміші протягом 20-30 с.

Разом з цим барабан бетонозмішувача завантажують компонентами бетонної суміші не більше, ніж на 60% від його обсягу.

У варіанті здійснення винаходу, що заявляється спосіб використовується для виготовлення радіаційно-захисного бетону, наприклад, для залізобетонних (металобетонних) контейнерів, призначених для зберігання і / або транспортування 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. У варіанті здійснення винаходу бетонна суміш включає наступні компоненти: дрібний і крупний заповнювач з окалини, цемент, воду замішування, суперпластифікатор, наприклад, на основі натрієвої солі продукту конденсації нафталінсульфокіслоти і формальдегіду С-3 і сповільнювач схоплювання бетонної суміші, наприклад, нітрілотріметіленфосфоновую кислоту. Разом з цим в інших варіантах виконання бетонна суміш може включати і інші компоненти. Наприклад, з метою підвищення щільності і міцності бетону, бетонна суміш може додатково включати дріб чавунну або сталеву замість частини дрібного заповнювача. Необхідну окалину вибирають на металургійному виробництві від різних технологічних процесів. Окалину до застосування в справу розсіюють на стандартні фракції, наприклад, великий заповнювач фракцій 10-20, 5-10 мм і дрібний заповнювач фракцій 1,25-2,5, 0,16-1,25 мм, видаляють зерна крупніше 20 мм і сторонні включення.

Попередньо підготовлений і розділений на фракції 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 виконання винаходу пассивирование заповнювач з окалини полягає в наступному. Спочатку заповнювач перемішують з водою 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. У варіанті виконання при подачі компонентів бетонної суміші в бетонозмішувач спочатку подають заповнювач з окалини, після чого здійснюють перемішування протягом 20-30 с. Потім подають 30% від маси води замішування і 30% від маси суперпластифікатора С-3. Здійснюють перемішування суміші протягом 20-30 с, після чого подають цемент, 50% від маси води замішування, що залишилася масу суперпластифікатора С-3 і сповільнювач схоплювання бетонної суміші. Здійснюють перемішування суміші протягом 40-60 с. Потім подають масу, що залишилася води замішування і здійснюють перемішування суміші протягом 20-30 с. Загальна тривалість перемішування бетонної суміші становить 3-4 хв.

Потім приготовлену 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 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, 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 дрібного і крупного заповнювача з окалини з попередньою підготовкою останнього з поділом на фракції, цементу, суперпластифікатора і води замішування, укладання бетонної суміші, її ущільнення і твердіння з витримкою температурних і тимчасових режимів , що відрізняється тим, що підготовлений і розділений на фракції заповнювач з окалини збагачують, потім його піддають пасивування, після чого підготовлені компоненти бетонної суміші із заданою послідовністю подають в бетонозмішувач з примусовим перемішуванням і перемішують з витримкою тимчасових інтервалів, при цьому в бетонозмішувач подають сповільнювач схоплювання бетонної суміші, потім приготовлену бетонну суміш укладають в конструкцію і витримують в заданому режимі.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при пассивированием заповнювач перемішують з водою 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 поміщають в піч, де при температурі 100-200 ^o С витримують протягом 18-24 год, після чого висушують при заданому часовому режимі до 800 ^o С до постійної маси.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при подачі компонентів бетонної суміші спочатку подають заповнювач з окалини, після чого здійснюють перемішування протягом 20-30 с, потім подають 30% від маси води замішування і 30% від маси суперпластифікатора, здійснюють перемішування суміші протягом 20-30 с, після чого подають цемент, 50% від маси води замішування, що залишилася масу суперпластифікатора і сповільнювач схоплювання бетонної суміші, здійснюють перемішування суміші протягом 40-60 с, потім подають масу, що залишилася води замішування і здійснюють перемішування суміші 20-30 с.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що барабан бетонозмішувача завантажують компонентами бетонної суміші не більше ніж на 60% від його обсягу.

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