NEHÉZBETONOK TARTÓSSÁGA

Az előadások a következő témára: "NEHÉZBETONOK TARTÓSSÁGA"— Előadás másolata:

1 NEHÉZBETONOK TARTÓSSÁGA
Betonok tartóssága konferencia 2008. június 23. Kovács Károly ÉMI Kht.

2 Hullámrezgések fajtái és kölcsönhatásaik a betonokkal
Rezgésfajta Hullámhossz tartomány Frekvencia Keletkezés, hatásai Kölcsönhatása a betonokkal Anyaghullámok (longitudinális) Hang – Akusztikus ultra infra 0,017 – 21 m > 0,01 m < 20 m 16 – Hz > Hz < 20 Hz Anyagsűrűsödések, rezgések Nyílt cellás könnyűbeton elnyeli Sejtbeton fékezi Interferencia veszély a beton műtárgyaknál, 5–7 Hz biológiailag veszélyes Mechanikus 0,1–100 m 1–1000 Hz Hullámhossztól függ az interferencia, könnyűbetonok jobban fékezik Elektromágneses (transzverzális) Rádió – hosszú – közép – átmeneti – rövid – ultrarövid – mikro > 10 cm, 1000 – 2000 m 200 – 1000 m 100 – 200 m 10 – 100 m 1 – 10 m <0,1 m 30 – 3000 kHz 300 – 1500 kHz 1,5 – 3 MHz 1,5 – 30 MHz 30 – 100 MHz 3 – 30 GHz Kvantummechanikai szabályok szerint keletkeznek Nagyobb sűrűségű betonok jobban fékezik Acélbetét leárnyékolja. Fény – átható – infravörös – ultraviola 360 – 720 nm >720 nM < 36 atom elektron átmenetek Csak hő transzfer szerepük van a betonokban Sterilizál Röntgen 0,0001–100nm 3 PHz – 3 EHz elektron emisszió Nehézbeton fékezi, nagy atomsűrűségű anyagok fékezik Radar 300MHz–300GHz Nehézbeton fékezi, 2 GHz felettit a normál beton is elnyeli α sugárzás hélium →2 proton + 2 neutron Ionizál, bármely beton fékezi Levegő is fékezi β sugárzás 0,00005 – 0,1nm 1019 Hz foton emisszió, nagy energiájú >10keV Nehézbeton, nagy atomsűrűségű atomok fékezi Neutron mint a γ sugárzás atommag → neutron gyors → magreakció lassú → γ sugár H tartalmú anyagok fékezik Szerpentinit betonok

3 Különféle rézoxidok és meddőanyagok
Anyagnév Kémiai képlet Testsűrűség, g/cm3 Keménység, Mohs skála Barit/súlypát BaSO4 4,48 2,5-3,5 Hematit (vörös vasérc) Fe2O3 4,9-5,3 6,5 Limonit (barna vasérc) Amorf vashidroxid gél Fe2O3+nH2O 3,3-4,0 1-5 Ilmenit (titánvasérc) hematit kísérőérce 48%Fe2O3 52%Ti2O3 4,5-5 5 Sziderit vaspát FeCO3 3,7-3,9 3,5-4,5 Kolemanit Ca2B6O11.5H2O 2,42 4,5 Szerpentinit Antigorit (pikkelyes) Krizotil (szálas) Mg3[Si2O5](OH)4 Mg6[Si4O10](OH)8 Bórkarbid B4C 2,52 14 Rézsalakok Különféle rézoxidok és meddőanyagok 4-6 3-5 A kereskedelmi minőségű hematitban előforduló ásványok, ill. adalékolások

4 Az adalékszemcsék egy része nem hematit. (Pl. kvarcit, gránit stb.)

5 Az acélsörét egy része belül üreges
Az acélsörét egy része belül üreges. Az adalékanyag között5 gránit is van.

6 Egy a gyakorlatban használt nehézbeton receptúra
Felhasznált anyagok Testsűrűség, kg/m3 Adagolása, kg/m3 Hematit 3800 1650 Acélsörét 1750 Portland cement 450-es 3000 320 Víz 1000 210 Képlékenyítő+kötéslassító 1180 3 Összesen 3933 Egy a gyakorlatban használt nehézbeton receptúra

7

8 A kísérleti beton összetétele
Anyagféleség Testsűrűség, kg/m3 Szemcseméret Mennyiség Hematit 3850 2/8 2800 Kvarchomok 2600 0/1 150 pc 42,5 3000 380 Víz 1000 250 A kísérleti beton összetétele

9 Az oxigénfejlődést vizsgáló edény

10 A betonok pH értékének változása
Sorszám Anyagféleség Kezelési mód Tapasztalat pH 1. Kavicsbeton etalon 70ºC A szín csökkent, de még színes. 12,5 2. Hematit beton 22–24ºC Erősen csökken szín 12,8 3. Színtelen, a drótháló rozsdás 12,3 4. bórsavval kezelt, 70ºC Színtelen, rozsdás foltok 8,9 A betonok pH értékének változása

11 A kloridtartalom–pH arány és a passzivitás összefüggése

12 Az acélbetét korróziós lenyomata 50 mm mélyen

13 A hematit beton 24 órás átnedvesedése

14 Az acélbetétről levált és szedimentálódott rozsdaréteg n=10

15 Az acélsörét kerületén korróziós repedések vannak

16 Neutronfluencia változások a tényleges üzemidő alatt
Expozíciós paraméter Becsült effektív üzemidő Neutronfluencia n/cm2 32 év 48 év 64 év Lassú neutronok E< 1,0 MeV 2,0x1019 3,0x1019 4,0x1019 Gyors neutronok E> 1,0 MeV 1,0x1018 1,5x1018 2,0x1018 Integrált γ dózis Gy 4,7x1017 7,0x1017 9,3x1017 Neutronfluencia változások a tényleges üzemidő alatt

17 A készítéskor képződött repedések „benőttek” n=10

18 A szemcsék tapadása sok helyen megszűnt, szétfagyott n=10

19 A nehézbetonokat többféle célra alkalmazzák
A nehézbetonokat többféle célra alkalmazzák. Legfontosabb a nukleáris ipari alkalmazási terület. A nehézbetonok önmagukban anyagtanilag tartósnak mondhatók. Ha az alkalmazási körülményeket is figyelembe vesszük, akkor viszont több veszélyeztető tényezőt is találunk a következők szerint: Általában nagyobb hőmérsékleteken működnek, mint a szokványos szerkezetek, ami a korróziós hatásokat felgyorsítja. A barit betonok esetén szulfátálló cement szükséges, mert a barit bárium-szulfát, aminek az oldhatósága ugyan pici, de nem ismert ez kombinált korróziós közegekben (bórsavas közeg). A hematit kémiailag normál hőmérsékleten stabil, de az alkalmazott kereskedelmi minőségben vasoxid keverékek találhatók, amelyek stabilitása különböző. A hematit és az egyéb oxidok 70ºC körüli hőmérsékleten (ezt jelölik meg megengedett maximális hőmérsékletnek) már kismértékben elbomlanak. A bomlást elősegítheti a kis pH-jú bórsavas környezet. A bomlás szabad oxigént szolgáltat, ami a kis pH érték és a jelenlévő nedvesség mellett belső oxidációs forrásul szolgál. Így az acélbetét korróziója jól fedett helyeken is létrejöhet. Egyéb tényezőként megállapítható, hogy a hematitbeton vízfelvétele általában jelentősebb a normál adalékos betonokénál.