Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Резервуары для РАО с высоким уровнем активности
Накопленные за 50 лет РАО создали трудноразрешимую научную и техническую проблему. На рубеже нового тысячелетия объем РАО низкой и средней активности достиг (в м3) — во Франции более 800 тысяч, в Великобритании — 570 тысяч, в США — 3,6 миллионов, в России и странах СНГ — около 1,5 миллионов. Доля высокоактивных отходов существенно (многократно) ниже, тем не менее 99% всей активности приходится на нее. При решении задач, связанных с захоронением РАО с высоким (»10"3 Ки/кг) уровнем активности, в том числе для отработанного ядерного топлива (ОЯТ), осваиваются два направления: использование для этих целей подземных хранилищ есте-ственнного или искусственного происхождения (горные выработки, шахты, геологические линзы) и создание наземных сооружений с повышенными требованиями к обеспечению их радиационной безопастности. В последнем случае для возведения подобных сооружений также может оказаться перспективным применение различных видов композиционных материалов (КМ).
Рассмотрим одно из конструктивных решений резервуара для указанных видов РАО. Резервуар имеет трехслойное ограждение с использованием в этих слоях различных составов КМ, проницаемых для поровых растворов, поступающих снаружи из окружающей среды и обратно — для водной компоненты технологических растворов веществ, подвергаемых захоронению и действующих на резервуар с внутренней стороны. Основой для конструктивного решения данного резервуара явилась геохимическая концепция и гипотеза халькогенной природы возникновения мантии земной оболочки (автор к.х.н. А.А.Уминский, НИИВулканологии). Исходя из этой концепции стенка резервуара может выполнить роль геохимического барьера как в окислительной (а 02), так и в востановительной (а н2) среде, что сведет к минимуму разрушающее воздействие среды на резервуар, превращая его в искусственное "месторождение". Данная идея может быть реализована при условии специального подбора материалов и строения конструкции ограждения резервуара, обеспечивающих при движении водной компоненты на границах "внешняя среда — ограждение" и "внутренняя среда — ограждение" скачкообразное изменение произведения растворимости солей тяжелых металлов и радиогенных веществ. В этой ситуации может быть создан искусственный геохимический барьер, существенно снижающий негативное влияние миграции радиогенных элементов через конструкцию ограждения.
Наиболее благоприятное сочетание материалов и слоев в подобном ограждении следующее:
- внутренняя монолитная часть стенки (слой стенки) резервуара выполняется из халькогенполиминерального фибробетона с армирующими компонентами из высокомодульных углеродных волокон;
- средняя часть (слой стенки) выполняется из полимерного материала на основе фторполикарбоновых кислот или на основе полимерного углеродного материала и полимерной кремнеземистой связки с наполнителями, снижающими эффект тепловых воздействий и сдерживающих все виды излучения, включая электромагнитные. Армирующими компонентами для этого слоя могут служить стеклянные и базальтовые волокна;.
- наружная часть (слой стенки) выполняется из полимерного кремнеземистого материала, близкого по составу к коренным первичным породам земной коры, в частности, из фибробетона с базальтовым наполнителем. В качестве армирующих компонентов для этого слоя могут служить коррозионноустойчивые металлические волокна аморфного состава.
Данное конструктивное решение резервуара требует, безусловно, дальнейшей более тщательной проработки и его эффективность в последующем должна получить экспериментальное подтверждение.
14.3. БАНКОВСКИЕ И МУЗЕЙНЫЕ ХРАНИЛИЩА ЦЕННОСТЕЙ
В условиях преобразования экономических отношений в нашей стране существенно возросли требования к обеспечению надежности защиты материальных и интелектуальных ценностей в банковких и музейных учреждениях. Степень такой защиты зависит от многих факторов, в том числе от надежности строительных конструкций, используемых для ограждения помещений, где хранятся эти ценности.
Возведение строительных конструкций хранилищ банков в мировой практике основывается на общей технической концепции. Это, как правило, композицион-ные-комбинированно армированные бетонные конструкции, в которых сочетаются традиционная стержневая арматура и различные модификации специальных видов армирующих элементов, дисперсно распределяемых в объеме конструкций: стальные фибры (фиброармированный бетон), спирали, сетчатые элементы, элементы сложного геометрического очертания. Применение дисперсного армирования в рассматриваемых конструкциях весьма эффективно, так как в этом случае существенно возрастает сопротивление конструкций не только при статических и динамических нагрузках, но и при других воздействиях, проявляющихся, в частности, при операциях взлома.
В 1993г. ЦНИИПромзданий приступил к разработке методов расчета ограждений хранилищ банков на воздействия, возникающие в черезвычайных ситуациях. Проведено сопоставление работы в условиях взрыва различных вариантов ограждений из железобетона (с арматурными сетками из стержней диаметром 16мм и шагом 100мм во всех вариантах) и из железобетона с включением в объем бетона стальных фибр (комбинированное армирование) при толщине ограждения 200мм (табл.14.6) [12]. В таблице 14.6 введены обозначения: BP — взрыв на расстоянии 4,8м от ограждения, разрушающий его; BK — контактный взрыв, приводящий к образованию в ограждении сквозного отверстия диаметром 500мм. В качестве единицы сопротивления ограждения при взрыве взята условная величина массы заряда тротила. Численные значения этой массы в ситуациях BP и BK различаются, однако в таблице в обоих случаях эти значения для первого варианта приняты одинаковыми, что позволяет произвести качественное сопоставление полученных результатов с другими исследуемыми вариантами.
