La masa, como la de cualquier hormigón convencional, está estructurada a base de cemento o mezcla de estos con Sulfato de Calcio (Anhidrita),

áridos, agua y aditivos químicos que modifican las características del hormigón. De acuerdo ya con la invención dicha masa utiliza corno árido Colemanita y partes variables de Borax, con una granulometría muy continua para conseguir una perfecta homogeneidad en la masa, determinantes de un óptimo efecto barrera frente a las radiaciones de Neutrones, que permite disminuir sensiblemente el espesor de pared, sin menoscabo del efecto barrera. La masa resulta idónea para la obtención de hormigón vertido, hormigón para ladrillos, hormigón para losetas y mortero seco, utilizables en la edificación de recintos radioactivos tales como búnkeres de radioterapia y braquiterapia, paredes de radiología, etc. Este hormigón no tiene capacidad estructural

Masa para la fabricación de productos con alta capacidad de radio-protección neutrónica.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una masa, especialmente concebida para la fabricación de productos con alta capacidad de radio-protección neutrónica, tales como hormigones, ladrillos, losetas y morteros.

El objeto de la invención es conseguir una masa, de alta densidad y homogeneidad, con un óptimo efecto barrera frente a los neutrones, que permite una acusada reducción del espesor de pared para conseguir el mismo efecto barrera a dichas radiaciones.

La invención es aplicable a cualquier sistema de protección radiológica, tales como contenedores y/o barreras móviles de recintos radiactivos, búnkeres de radioterapia, o cualquier instalación en donde se prevea la existencia de neutrones.

Así pues la masa de la invención se sitúa en el ámbito de la fabricación de materias primas y productos de construcción utilizables en la conformación de recintos radiológicamente cerrados.

Antecedentes de la invención

Los hormigones con capacidad de radio-protección, tienen, a parte de los componentes habituales de cemento, agua y aditivos químicos que varían en función de las características que se pretendan para el mismo, tales como resistencia, tiempo de fraguado, protección frente a la congelación, aseguramiento de la ausencia de figuración, ambiente marítimo, etc, y un árido que los diferencia de los hormigones convencionales.

El problema que presentan este tipo de hormigones es que para proporcionar unas buenas propiedades de radioprotección, es necesario disponer de un espesor de pared considerable, con la consecuente y negativa repercusión a nivel de pesos, espacio y costes.

Descripción de la invención

La masa que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en base a la obtención para la misma de una perfecta homogeneidad.

Para ello y de forma más concreta, dicha masa, a partir de los clásicos componentes de cemento, agua y aditivos químicos, incorpora como árido principal la Colemanita. Complementariamente se ha previsto que dicha Colemanita presente una granulometría muy continua, granulometría que será variable en función de que la masa esté destinada a la obtención de hormigón vertido, ladrillos, losetas o mortero.

La Colemanita (Ca₂B₆O₁₁ 5H₂O) es un borato de calcio, que por su contenido en Boro y el Hidrógeno contenido en sus moléculas de agua, es lo que le hace muy eficaz en la atenuación neutrónica, junto con otros aspectos de los componentes de la masa que favorecen la consecución del objetivo.

De forma más concreta dicha granulometría estará comprendida entre 0 y 25 milímetros tanto para la obtención de hormigón vertido, entre 0-12 como para la obtención de ladrillos, entre 0 y 8 milímetros para las losetas y entre 0 y 1,5 milímetros para el mortero. Estas dimensiones pueden variar un pm 25% en función de las dimensiones del producto final.

En cualquier caso, las curvas granulométricas de todas las fracciones de granos de Colenamita intervinientes, deberán ser similares a la curva de Fuller.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una gráfica en la que se ha representado la atenuación de los neutrones de la masa de la invención en función de la tasa del espesor másico de distintas muestras.

La figura 2.- Muestra una representación similar a la de la figura 1, en la que la atenuación de los neutrones es función del espesor de pared.

Realización preferente de la invención

Tal como anteriormente se ha dicho, la masa pesada que la invención propone permite la obtención de hormigón vertido, hormigón para ladrillos, hormigón para losetas o mortero seco.

En una realización práctica del hormigón vertido, se ha efectuado la siguiente mezcla proporcionada en % en Volumen:

Estas cifras pueden variar pm 10% en función de los procesos de producción a utilizar, curado, fracción del árido a utilizar, y objetivos de peso prioritario como son, los coeficientes de radioprotección, resistencias mecánicas de la masa, fisuración, etc.

Esta dosificación es susceptible de añadir BORAX en ratios cercanos a un enriquecimiento de la mezcla entorno a un ratio de un 10% de contenido en Boro con unos márgenes de pm 20% del total del volumen total de las muestras, en función del control de la disolución de los componentes en agua.

En los casos en los que la fracción granulométrica de la Colemanita sea pequeña en tamaño, o sea que el tamaño máximo del árido en la fracción sea menor que los 8 o 10 mm, las variaciones de las dosificaciones de la formulación anterior podrá ser incluso mayor al 10% debido a la solubilidad de la Colemanita en el agua.

La densidad no es un parámetro a perseguir de forma específica, y será consecuencia de la optimización de la mezcla, no obstante estará en el entorno a los 2,2 Kg/dm³.

Los cementos a utilizar son de tipo Portland "32,5", "42,5" ó "52,5" en función del objetivo a conseguir, sin que este aspecto implique variaciones significativas el la capacidad de radioprotección ante los neutrones.

Otra dosificación ejecutada con el objetivo de una mayor radioprotección ante los neutrones, consiste en el empleo de una dosificación similar, en la que se sustituye el cemento Portland por una mezcla de cemento de aluminato de calcio y sulfato de calcio (anhidrita) obteniendo una cristalización rápida de Ettringita (3CaO Al₂O₃ 3CaSO₄ 32H₂O) y por lo tanto aumentando de una manera importante la cantidad de moléculas de Hidrógeno, muy eficaz para la captura de neutrones.

1. Masa para la fabricación de productos con alta capacidad de radio-protección neutrónica, tales como cerramientos para recintos radiactivos y similares, en forma de hormigón vertido, ladrillos, losetas, o mortero seco, del tipo de las que incorporan cemento, áridos, agua y aditivos químicos que varían en función de las características que se requieran para dicha masa tales como resistencia, tiempo de fraguado, protección ante la congelación y otros, caracterizada porque como árido participa en la misma Colemanita y eventualmente Bórax, en orden a obtener una óptima homogeneidad en la masa.

2. Masa para la fabricación de productos con alta capacidad de radio-protección neutrónica, según reivindicación 1ª; caracterizada porque tanto para la obtención de hormigón vertido como de hormigón para ladrillos, se utiliza Colemanita de granulometría inferior a 25 milímetros, combinada con Bórax en polvo.

3. Masa para la fabricación de productos con alta capacidad de radio-protección neutrónica, según reivindicación 1ª, caracterizada porque para su aplicación a la obtención de hormigón para losetas, en la masa participa Colemanita con granulometría inferior a 8 milímetros, así como filamentos metálicos, susceptible de estar enriquecida con Bórax en polvo.

4. Masa para la fabricación de productos con alta capacidad de radio-protección neutrónica, según reivindicación 1ª, caracterizada porque para la obtención de mortero en seco la masa incorpora Colemanita con granulometría inferior a 1,5 milímetros, siendo susceptible de estar enriquecida con Bórax en polvo.