Procedimiento de obtención de hormigón estructural anti-radiaciones.

La presente invención tiene por objeto un hormigón estructural pesado anti-radiaciones,

apto para su utilización como elemento estructural en recintos de contención de radiaciones.

Para conseguir esto se propone la fabricación de un hormigón con dos características singulares:

1. Utilización de baritina como árido, en sustitución del árido convencional. La baritina aporta densidad al hormigón y además se trata de un mineral muy común en España.

2. Utilización de fibras metálicas, que aportan capacidad estructural. Esto permite que el hormigón tenga una doble función: de blindaje frente a las radiaciones y estructural.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201200761.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE BURGOS.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: VICENTE CABRERA,MIGUEL ANGEL, GONZALEZ CABRERA,DORYS CARMEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C04B22/14 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 22/00 Empleo de materias inorgánicas como ingredientes activos para morteros, hormigón o piedra artificial, p. ej. empleo de aceleradores. › teniendo azufre en la parte aniónica, p. ej. sulfuros.

PDF original: ES-2440116_A1.pdf

 


Descripción:

Procedimiento de obtención de hormigón estructural pesado anti-radiaciones

OBJETO DE LA INVENCiÓN:

La presente invención tiene por objeto un hormigón estructural pesado anti-radiaciones, apto para su utilización como elemento estructural en recintos de contención de radiaciones.

Se propone un hormigón con dos propiedades combinadas. Por un lado, se trata de un hormigón estructural, con capacidad de soportar esfuerzos de naturaleza mecánica. Por otro lado, se trata de un hormigón anti-radiaciones, con capacidad para contener radiaciones emitidas por elementos radiactivos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN:

La presente invención tiene por objeto un hormigón estructural pesado anti-radiaciones, apto para su utilización como elemento estructural en recintos de contención de radiaciones.

Existen multitud de instalaciones nucleares que requieren de la fabricación de recintos dentro de los cuales se alojen los elementos radiactivos, de tal forma que la radiación generada no salga de los mismos, contaminando el entorno. Entre ellos cabe destacar las instalaciones médicas, las centrales nucleares, instalaciones asociadas a la industria nuclear (incluidos los centros de almacenamiento de residuos nucleares, etc) , centros de investigación, etc.

En todos estos casos se utiliza, de forma habitual, bien muros de hormigón convencional de gran espesor o bien, si eso no es posible, disponer blindajes de plomo, acero, etc.

En estos casos, un hormigón pesado, con una densidad elevada, permite reducir de forma considerable el espesor de la pared de protección, y evitar la disposición de blindajes adicionales. Es posible, de este modo, reducir considerablemente los costes de la instalación.

Adicionalmente, en muchos casos prácticos, estos recintos de contención también tienen funciones estructurales; es decir, deben ser capaces de recoger y transmitir cargas exteriores en condiciones de seguridad (no solo peso propio, sino también cargas de uso, viento, sismo, etc) .

Se hace necesario desarrollar un hormigón pesado que, además, presente capacidad estructural suficiente.

Se propone la fabricación de un hormigón estructural pesado anti-radiaciones con dos características singulares:

1. Sustitución del árido convencional en la fabricación de hormigón (caliza y/o sílice) por baritina. Se trata de un material muy común en la naturaleza, siendo también abundante en España. Presenta las siguientes características:

a. Es más denso que el árido convencional, lo que aporta densidad al conjunto.

b. Presenta menor dureza que el árido convencional, lo que facilita su molienda.

2. Adición de fibras de acero. Las fibras de acero (material más denso que el conjunto) , aportan densidad a la mezcla, y además, aportan capacidad mecánica (especialmente frente a esfuerzos de tracción) al hormigón, lo que lo hace apto desde el punto de vista estructural.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

La invención se refiere a un hormigón estructural pesado anti-radiaciones, de utilización combinada como elemento estructural y de contención de radiaciones. Es especialmente útil para la fabricación de muros de contención radiactiva que además deban tener función estructural.

La invención es un hormigón estructural pesado anti-radiaciones reforzado con fibras de acero con una densidad media de al menos 3, 6 gr/cm3 y una resistencia característica a compresión a los 28 días de, al menos, 35 MPa. Este hormigón contiene, por 1 m3:

~ 250 a 260 kg de cemento.

100 a 110 I de agua.

~ 1120 a 1180 kg de árido grueso de baritina (tamaño máximo 20 mm) .

~ 1800 a 2100 kg de árido fino de baritina.

~ 120 a 280 kg de micronizado de baritina.

~ Fluidificante: según especificación del fabricante.

Fibras metálicas, hasta un 1, 5% en peso.

El cemento a utilizar será, siempre, sulforresistente. El árido presentará una pureza superior al 95%.

MODO DE REALIZACiÓN DE LA INVENCiÓN

El procedimiento para la obtención de un hormigón estructural pesado anti-radiaciones reforzado con fibras de acero en el que se sustituye el árido convencional por baritina. Se muestran ejemplos de la invención, los cuales no son limitativos del alcance de la invención.

DESCRIPCIÓN DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN

El ejemplo 1.

Se ha preparado un hormigón con la siguiente composición (para 1 m3) : ~ 250 kg de cemento ~ 1041 de agua ~ 18 I de fluidificante

1147 kg de árido grueso de baritina (tamaño máximo 20 mm) ~ 1953 kg de árido fino de baritina ~ 276 kg de micronizado de baritina ~ 1 % de fibra metálica.

La densidad característica obtenida ha sido de 3, 62 gr/cm3. La resistencia característica a 15 compresión a los tres días fue 27, 1 MPa, y 45, 8 MPa a los veintiocho días.


 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de obtención de hormigón estructural anti-radiaciones a partir de la mezcla de baritina, cemento, agua y fibras de acero, que comprende el empleo de baritina en sustitución del árido convencional con diámetro de partícula comprendido entre °y 0, 063 mm para el caso del micronizado de baritina (porcentaje en peso, entre el 3% y el 9%) , entre 0, 063 mm y 2 mm para el caso del árido fino de baritina (porcentaje en peso, entre el 45% y el 62%) y entre 2 y 20 mm para el caso del árido grueso de baritina (porcentaje en peso entre el 28% y el 35%) , con pureza superior al 95%.

2. Procedimiento de obtención de hormigón estructural anti-radiaciones, según reivindicación 1, caracterizado porque se emplea fibras de acero comprendido ente 0% y 2% en peso.

3. Procedimiento de obtención de hormigón estructural anti-radiaciones, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la relación agua/cemento se encuentra entre 0, 35 y 0, 45.

4. Procedimiento de obtención de hormigón estructural anti-radiaciones, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque su densidad es superior a 3, 6 gr/cm3.

5. Procedimiento de obtención de hormigón estructural anti-radiaciones, según reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la resistencia característica a compresión a

los 28 días es superior al 30 MPa.

6. Procedimiento de obtención de hormigón estructural anti-radiaciones, según

reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que se emp lea cemento sulforesistente.

7. Procedimiento de obtención de hormigón estructural anti-radiaciones, según

reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque puede ser empleado en estructuras de contención de radiaciones.


 

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