Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Beton osłonowy w konstrukcjach narażonych na promieniowanie jonizujące

Glinicki M. A., Brandt A. M., Dąbrowski M., Gibas K., Jaskulski R., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Baran T., Garbacik A., Gryziński M., Ładyżyński K., Nowowiejski G.

Inżynieria i Budownictwo

|

2017

|

R. 73, nr 12

637--643

PL

Przedstawiono zagadnienia projektowania składu betonu do wykonania konstrukcji osłonowych w elektrowni jądrowej, narażonych na oddziaływanie promieniowania jonizującego. Omówiono zasady doboru kruszyw mineralnych o odpowiednich właściwościach, cementów specjalnych oraz domieszek. Przedstawiono przykładowe wyniki oceny mikrostruktury zaprojektowanego betonu, badań przepuszczalności cieczy i gazów, właściwości termofizycznych oraz odporności na wystąpienie szkodliwej reakcji alkalicznej. Zaproponowano wskazówki technologiczne do wykonania betonu, w celu zapewnienia wymaganej trwałości konstrukcji.

EN

The problem of concrete mix design for the construction of radiation shielding structures exposed to ionizing radiation in nuclear power plants is presented. The principles of selection of mineral aggregates with suitable properties, special cements and admixtures are discussed. Exemplary results of microstructure evaluation of designed concrete, liquid and gas permeability tests, thermophysical properties and resistance to harmful alkali-silica reaction are presented. Technological guidance for concrete proportioning and production is proposed to ensure the required durability of the structure.

2

Mikrostruktura betonów osłonowych na kruszywie magnetytowym w wysokiej temperaturze

Horszczaruk E., Sikora P., Mijowska E., Cendrowski K.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 8

70--72

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu kruszywa magnetytowego na mikrostrukturę betonów osłonowych w warunkach wysokiej temperatury. Badaniom poddano dwa betony osłonowe wykonane z zastosowaniem kruszywa magnetytowego oraz beton zwykły na kruszywie naturalnym. Próbki wygrzewano w piecu średniotemperaturowym, w temperaturze: 300, 450, 600 i 800 °C. W celu wyjaśnienia zmian w strukturze badanych betonów, próbki poddano badaniu, stosując analizę obrazu SEM oraz metody dyfrakcji rentgenowskiej XRD. Przedstawione badania wykazały, że kruszywo magnetytowe ma wpływ na zmianę mikrostruktury betonu w warunkach wysokiej temperatury.

EN

In this paper it is presented the analize of the effect of magnetite aggregate on the microstructure of shielding concrete exposed to an elevated temperature. Two shielding concretes containing magnetite aggregate and concrete containing normal aggregate have been tested. Samples were exposed to 300, 450, 600 and 800 °C. In order to characterize changes in the microstructure of concretes, samples have been tested with use of scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques. Presented studies have shown that magnetite aggregate has influence on the microstructure of concrete subjected to an elevated temperature.

3

Wpływ kruszyw specjalnych na porowatość i przepuszczalność betonów osłonowych

Dąbrowski M., Gibas K., Brand A. M., Glinicki M. A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

97--106

PL

Przedstawiono wyniki badań podciągania kapilarnego (PK), porowatości dostępnej dla wody (E) oraz współczynnika migracji jonów chlorkowych w stanie nieustalonym (Dnssm). Zakres badań obejmował betony z kruszywem magnetytowym, barytowym, serpentynitowym oraz kruszywem referencyjnym w postaci grysu amfibolitowego, które wcześniej poddane zostały selektywnemu kruszeniu i przesiewaniu, tak by zapewnić jednakowe krzywe uziarnienia/stosy okruchowe. Przeanalizowano wpływ mikrostruktury porów wyznaczonej za pomocą porozymetrii rtęciowej z odpornością na wnikanie jonów i cieczy w matrycę cementową. Z badań wynika, że betony z kruszywami specjalnymi osiągają wskaźniki przepuszczalności porównywalne lub nieco gorsze niż próbki referencyjne. Nie zaobserwowano systematycznego wpływu porowatości kapilarnej na wyniki badań przepuszczalności.

EN

In the paper test results are presented of capilarity (PK), porosity accessible for water (E) and of the chloride ions migration coefficient in the non-steady state (Dnssm). The scope of investigations covered concretes with magnetite, barite, serpentinite aggregates as well as with reference amfibolite aggregate, which was crushed and selected in order to ensure the same granularity. The influence of microporosity was determined by mercury porosimetry together with ion and moisture tightness of cement matrix. It was concluded after the tests that concretes with special aggregates are characterized by the permeability comparable or worse than reference specimens. The most unfavourable results were obtained in the specimens with serpentinite aggregate. The regular influence of capillary porosity on the permeability was not observed.

4

Ocena możliwości wystąpienia reakcji alkalicznej w betonach osłonowych z kruszywami specjalnymi

Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Brandt A. M., Gibas K.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

133--140

PL

Możliwość wystąpienia reakcji alkalicznej wodorotlenków sodu i potasu (Alkali Silica Reaction, ASR) w betonowych osłonach reaktorów wymaga szczególnej ostrożności przy doborze składników betonów do realizacji programu energii jądrowej w Polsce. Uszkodzenia osłon reaktorów w USA i w Belgii wskazują kierunki niezbędnych badań, [1-3]. W badaniach przedstawionych w artykule zastosowano kruszywa o dużej gęstości (osłabianie promieniowania gamma): magnetytowe, barytowe oraz hematytowe oraz kruszywo o wysokiej zawartości wody związanej (absorpcja promieniowania neutronowego) – kruszywo serpentynitowe. Przeprowadzono badania mikroskopowe kruszyw na cienkich szlifach w celu identyfikacji potencjalnie szkodliwych minerałów z uwagi na zagrożenie ASR, oraz przyspieszone i długotrwałe badania w celu określenia potencjalnej reaktywności alkalicznej tych kruszyw. Wyniki badań wykluczyły możliwość stosowania kruszywa hematytowego do betonów osłonowych. Wyniki badań odnośnie do wykorzystania dostępnych kruszyw specjalnych tworzą podstawy projektowania bezpiecznych osłon w warunkach krajowych.

EN

The possibility of Alkali-Silica Reaction ASR in concrete shields in nuclear reactors in Poland requires particular attention in selection of concrete compositions. Damages in reactors in the USA and in Belgium may serve as indication for necessary investigations. In the research programme the high density aggregates were tested (for control of gamma radiation): magnetites, barites and hematites, as well as aggregates with high proportion of bound water – serpentinites – for absorption of neutrons. Microscope analyses of aggregates on thin sections enabled to identify potentially dangerous minerals with respect to ASR. Accelerated and long term tests in order to determine potential reactivity of special aggregates were carried on also. The test results indicated clearly that hematites should be excluded for application in concrete shields. The safe aggregates available on the market were defined for application in the shields in Polish conditions.

5

Monitorowanie parametrów termicznych procesu twardnienia betonów osłonowych

Jaskulski R., Glinicki M. A., Dąbrowski M., Ranachowski Z., Sobczak M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

123--132

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań parametrów termicznych procesu twardnienia mieszanek betonowych, z których dwie wykonano z wykorzystaniem kruszyw stosowanych w produkcji betonów osłonowych (kruszywo magnetytowe oraz serpentynitowe), a trzecią, referencyjną, z wykorzystaniem kruszywa amfibolitowego. Na podstawie analizy dokonanych pomiarów temperatury wyznaczono parametry procesu twardnienia betonu (m.in. maksymalny przyrost temperatury, maksymalny gradient i in.). Jednocześnie rozwiązując numerycznie tzw. zagadnienie odwrotne wyznaczono parametry cieplne betonu w trakcie pierwszych 72 godzin twardnienia. Tą samą metodą wyznaczono również wartości funkcji źródła ciepła, a następnie na jej podstawie oszacowano ilość ciepła wydzieloną w procesie hydratacji cementu. Uzyskano dobrą jakościową zgodność postaci funkcji źródła ciepła oraz wykresów zmian temperatury w mieszankach. W toku analiz uzyskanych wyników wyraźnie zaznaczył się wpływ zróżnicowania parametrów cieplnych zastosowanych kruszyw. W przypadku mieszanki z kruszywem serpentynitowym dały się także zauważyć istotne różnice w przebiegu przyrostu temperatury (opóźnienie) w stosunku do pozostałych mieszanek.

EN

The article presents the results of thermal parameters monitoring of the hardening process of three concrete mixtures. Two of them were prepared using an aggregate used in the manufacturing of shielding concretes (magnetite and serpentine aggregate) and the third one was the reference one prepared with amphibolite aggregate. Thermal parameters of the hardening process of the concrete were determined on the basis of the measured temperature changes. On the same basis by means of numerical solution of the inverse problem the thermal parameters of concrete mixtures during 72 h of hardening were determined. Using the same method the heat source function values were determined and on its basis the total quantity of heat released during hydration of cement was estimated. Good compliance of the release functions and the charts of temperature changes in mixtures was obtained. The differences due to different thermal parameters of the aggregates were clearly marked. In the case of mixture with serpentine aggregate significant differences in the course of temperature increase (delay) relative to the other mixtures were observed.

6

Badanie osłonności radiacyjnej betonów specjalnych

Burakowska A., Maciak M., Murawski Ł., Domański S., Gryziński M. A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

87--96

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości osłonnych betonów eksperymentalnych przed promieniowaniem gamma, z wykorzystaniem zamkniętego źródła promieniotwórczego 137Cs. Do analiz sporządzono i opisano specjalne stanowisko badawcze o określonej geometrii. Do badań wykorzystano odpowiednio przygotowane próbki betonów ciężkich o zróżnicowanym składzie. W ramach prac przebadano piętnaście rodzajów betonów różniących się przede wszystkim zawartością kruszyw oraz gęstością objętościową. Na podstawie uzyskanych danych pomiarowych, dla poszczególnych prób betonów, otrzymano wartości grubości kolejnych warstw połówkowych (HVL) i dziesięciochłonnych (TVL). Z przeprowadzonych analiz wynika, iż najlepsze parametry osłonne w polu promieniowania gamma dla izotopu 137Cs mają betony, z których kruszywem magnetytowym oraz barytowym. Betony te miały bardzo wysoką gęstość - powyżej 3300 kg/m3. Gorszymi parametrami charakteryzowały się natomiast mieszanki zawierające w składzie tylko kruszywa zwykłe (serpentynit lub amfibolit), a ich gęstość nie przekraczała 2450 kg/m3. Otrzymane wyniki badań, zgodnie z wcześniejszymi założeniami, wskazują, że wraz ze wzrostem gęstości materiału osłonowego warstwa HVL (odpowiednio TVL) zmniejsza się, co oznacza, że właściwości osłonowe materiału przed promieniowaniem gamma ulegają poprawie.

EN

This paper focuses on the study of shielding properties of experimental concrete against gamma radiation, using a sealed radioactive 137Cs source. For these analyzes a special measuring stand of specific geometry was prepared and described. The study used properly prepared heavy concrete samples of varying composition. Fifteen types of samples were tested with different concrete mixtures differing mainly in aggregates content and density. On the basis of the measurement data for different samples of concrete, the half-thickness layer (HVL) and tenth-thicknes layer (TVL) were obtained. Analyzes show that the best shielding parameters in the field of gamma radiation for the isotope 137Cs are concrete types, where magnetite and barite aggregates were used. These mixtures have a very high density – more than 3300 kg/m3. The mixtures containing only light aggregates (serpentine or amphibolite), with density below 2450 kg/m3 were characterized by worse shielding parameters. The results obtained in accordance with prior assumptions, indicate that with the increase of the density of shielding material the HVL (or TVL respectively) thickness is reduced, which means that the shielding properties of the material against gamma radiation are improved.

7

Właściwości cementów specjalnych przeznaczonych do betonu w konstrukcjach osłonowych elektrowni jądrowych

Baran T., Glinicki M. A., Jóźwiak-Niedźwiedzka D.

Cement Wapno Beton

|

2016

|

R. 21/83, nr 4

207--216

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań betonów z cementów specjalnych, przeznaczonych do produkcji osłon przed promieniowaniem jonizującym. Zakres badań objął cement portlandzki, cement portlandzki popiołowy oraz cementy z różną zawartością granulowanego żużla wielkopiecowego. Zastosowanie cementów specjalnych zmniejszyło możliwość zachodzenia reakcji wodorotlenków sodu i potasu z kruszywem w betonie. Przy zastosowaniu CEM I 42,5N LH/SR3/NA i CEM III/A 42,5N LH/HSR/NA w betonie ciężkim o gęstości 3200-3600 kg/m3 wytrzymałość na ściskanie wynosiła od 45-62 MPa i 62-81 MPa, odpowiednio po 28 i 90 dniach dojrzewania. Porównanie efektów stosowania CEM III/A 42,5N LH/HSR/NA w miejsce CEM I 42,5N LH/SR3/NA w betonie ciężkim wykazało systematyczny spadek współczynnika szybkości absorpcji wody, zmniejszenie współczynnika dyfuzji jonów chlorkowych, jednak zwiększyła się szybkość karbonatyzacji.

EN

The results of studies of concretes from the special cements, destined to the production of shields against the radiation. The study included Portland cement, Portland fly ash cement, and cements with different content of granulated blast-furnace slag. The application of special cements decreased the possibility of ASR occurrence. CEM I 42.5N LH/SR3/NA and CEM III/A42.5N LH/HSR/NA usage in heavy concrete of gravity in the range of 3200-3600 kg/m3, the compressive strength was in the range of 45-62 MPa and 62-81 MPa after 28 and 90 days, respectively. The comparison of the effect of CEM III/A42,5N LH/HSR/NA usage instead of CEM I 42,5N LH/SR3/NA for heavy concrete production the systematic decrease of the rate of water absorption, decrease of coefficient of chloride ions diffusion, but increased the carbonation rate, was shown.

8

Zastosowanie metody ultradźwiękowej do oceny właściwości mechanicznych betonów osłonowych

Runkiewicz L., Piotrowski T., Załęgowski K., Garbacz A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2015

|

R. 87, nr 12

17--20

PL

Zgodnie z EN 12504-4 oznaczenie prędkości fali ultradźwiękowej może być wykorzystywane w szeregu zastosowań, w tym w szczególności do szacowania wytrzymałości. Możliwość jej zastosowania do oceny właściwości fizycznych i mechanicznych uwarunkowana jest dysponowaniem odpowiednich związków korelacyjnych. Wyznacza się je na podstawie analizy regresyjnej danych doświadczalnych zależności między prędkością fali a wybranymi cechami technicznymi betonu wyznaczonymi w badaniach niszczących. Zastosowanie metod ultradźwiękowych do szacowania wytrzymałości betonów specjalnych, np. betonów wysokowartościowych czy betonów osłonowych jest mniej rozpoznane. W artykule przeanalizowano możliwość zastosowania procedury wg EN 13791 do oceny wytrzymałości na ściskanie betonu zwykłego i ciężkiego na podstawie oznaczenia prędkości fali ultradźwiękowej metodą bezpośrednią wg EN 12504-4.

EN

According to EN 12504-4, determination of the velocity of propagation of pulses of ultrasonic longitudinal waves in hardened concrete can be used for a number of applications, especially for estimation of strength. The possibility of its use to assess the physical and mechanical properties of concrete is determined by the disposition of the relevant correlations. They are determined based on regression analysis of experimental data relationship between ultrasonic pulse velocity and selected technical features of concrete set out in destructive tests. The use of ultrasonic methods for estimating the strength of special concrete, e.g. high performance concrete or shielding concrete is less recognized. In the paper the application of a procedure according to EN 13791 to evaluate the compressive strength of ordinary and heavy weight concretes by determining the velocity of ultrasonic waves using the direct method in accordance with EN 12504-4 was analyzed.

9

Zagadnienia długotrwałej funkcjonalności betonu w osłonach przeciwko promieniowaniu jonizującemu w elektrowniach jądrowych

Glinicki M. A.

Materiały Budowlane

|

2015

|

nr 9

29--32

PL

Konsorcjum „Atomshield” realizuje projekt badań stosowanych, dotyczących trwałości i skuteczności betonowych osłon przed promieniowaniem w elektrowniach jądrowych. W pracy przedstawiono genezę problematyki oraz wybrane rezultaty przeprowadzonych badań. Kryteria oceny długotrwałej funkcjonalności betonu, adekwatne do wysokiej niezawodności reaktorów generacji III+, obejmują m.in. nieprzepuszczalność betonu wobec mediów ciekłych i gazowych, wskaźniki ryzyka wystąpienia wewnętrznych zjawisk ekspansywnych i wczesnych spękań betonu. Omówiono wdrożenie opracowanej technologii betonu z kruszywem magnetytowym do budowy masywnych bunkrów akceleratorów wysokoenergetycznych.

EN

The research on the long term performance of concrete shielding structures in nuclear power plants is being conducted by the „Atomshield” consortium. The motivation and preliminary results of the investigation are presented. The long term performance criteria adequate for Gen III+ reactors include impermeability of concrete for liquids and gases, risk indicators for damage driven by ASR or DEF, early age cracking parameters, and other. The successful application of concrete containing magnetite aggregate in massive structures for shielding of high energy particle accelerators is described.

10

Nowej generacji beton osłonowy przed promieniowaniem jonizującym

Piotrowski T.

Materiały Budowlane

|

2015

|

nr 9

38--41

PL

W artykule przedstawiono wyniki pierwszego etapu badań dotyczących właściwości osłonowych betonów przed promieniowaniem jonizującym, które obejmowały pomiary liczby neutronów termicznych w kanale bloku parafinowego. Dwa specjalnie zaprojektowane układy pomiarowe pozwoliły na przeprowadzenie oznaczeń przy wyizolowanej ze źródła Pu-Be wiązki neutronów prędkich i termicznych. Zliczoną przez detektor helowy liczbę neutronów termicznych analizowano w odniesieniu do tła (liczby neutronów w pustym kanale). Badaniom poddano betony referencyjne (zwykły z kruszywem żwirowym i ciężki z kruszywem magnetytowym) oraz betony modyfikowane polimerem i tlenkiem gadolinu. Wyniki potwierdziły dużą skuteczność gadolinu w absorpcji neutronów termicznych, wpływ polimeru był korzystny jedynie w przypadku betonu zwykłego, natomiast dla betonu ciężkiego wynik był niezgodny z założeniami teoretycznymi. Dalsze badania w celu wyjaśnienia tej anomalii są konieczne.

EN

In this study there are presented first stage results of research on ionizing radiation shielding properties of concrete. They were based on measures of the number of thermal neutrons in the channel located a paraffin block. Two specially designed measuring set-ups allowed to perform measurement under fast neutron beam and thermal neutron beam isolated from the source of Pu-Be. The number of thermal neutron counted by a helium detector were analyzed in relation to the background (the number of neutrons in an empty channel). The study involved reference concretes (normal-weight concrete with gravel and heavy-weight concrete with magnetite aggregate) and concrete modified with polymer and gadolinium oxide. The results confirmed the effectiveness of gadoliniumin the absorption of thermal neutrons, while the impact of the polymer was positive only in the case of ordinary concrete whereas the heavy concrete result was inconsistent with the theoretical assumptions. Further research in order to explain this anomaly are necessary.