OCENA MOŻLIWOŚCI WYSTĄPIENIA REAKCJI ALKALICZNEJ W BETONACH OSŁONOWYCH Z KRUSZYWAMI SPECJALNYMI

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.

Pełny tekst (pdf)

[1]       Seabrook Station, Unit no. 1, 2015, Feb 6, NRC Integrated Inspection Report, US NUREG Commission, 41 str.

[2]       Sixth Meeting of the Contracting Parties to the Convention on Nuclear Safety, Na-tional Report, Kingdom of Belgium, Federal Agency for Nuclear Control, August 2013, 129 str.

[3]       Jóźwiak-Niedźwiedzka D.; Gibas K.; Brandt A.M.; Glinicki M.A.; Dąbrowski M.; Denis P. (2015) Mineral composition of heavy aggregates for nuclear shielding con-crete in relation to alkali-silica reaction, Procedia Engineering, 108, 162 – 169, DOI: 10.1016/j.proeng.2015.06.132.

[4]       Stanton T.E. (1940) Expansion of concrete through reaction between cement and aggregate. Proc. Amer. Soc. Civ. Engrs, vol. 66, no. 10, 1781-1811.

[5]       Hobbs D.W. (1988) Alkali-silica Reaction in concrete, Telford, London, 183 str.

[6]       Diamond S. (1989) Mechanisms of alkali-silica reaction, Proc. 8th Int. Conf. Alkali-aggregate Reaction, Kyoto, 83-94.

[7]       Owsiak Z. (2002) Reakcje kruszyw krzemionkowych z alkaliami w betonie, Cerami-ka, Polski Biuletyn Ceramiczny, vol. 72, 107 str.

[8]       Ichikawa T.; Koizumi H. (2002) Possibility of radiation-induced degradation of concrete by Alkali-Silica Reaction of aggregates, J. of Nuclear Science and Technology, 39 (8), 880-884, DOI: 10.3327/jnst.39.880.

[9]       Struble L.; Diamond S. (1981) Swelling properties of synthetic alkali silica gels, J. of the Amer. Cer. Soc., 64, 11, 652-655, DOI: 10.1111/j.1151-2916.1981.tb15864.x.

[10]     William K.; Xi Y.; Naus D. (2013) A review of the effects of radiation on micro-structure and properties of concretes used in Nuclear Power Plants, United States Nuclear Regulatory Commission (NUREG). 106 str.

[11]     Jóźwiak-Niedźwiedzka D.; Glinicki M.A.; Gibas K. (2016) Potential For Alkali-Silica Reaction In Aggregates Designed For Shields Against Radiation, 5th International Conference on Durability of Concrete Structures, June 30-July 1, 2016, Shenzhen University, Shenzhen, Guangdong, P.R. China, Paper Number #1134, pp. 230-235, DOI:10.5703/1288284316137.

[12]     Jóźwiak-Niedźwiedzka D.; Brandt A.M.; Gibas K.; Denis P. (2014) The alkali-aggregate reaction hazard in the case of barite concretes, Cement Wapno Beton, 19, 4, 234-242.

[13]     Jóźwiak-Niedźwiedzka, D.; Jaskulski, R.; Glinicki, M.A. (2016) Application of Image Analysis to Identify Quartz Grains in Heavy Aggregates Susceptible to ASR in Radiation Shielding Concrete, Materials 2016, 9 (4), 224, 1-14, doi:10.3390/ma9040224.