(§) BUNDESREPUBLIK D E U T S C H L A N D
DEUTSCHES P A T E N T A M T
© Offenlegungsschrift
© DE 3526455 A 1
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Offenlegungstag:
P 35 26 455.1 24. 7.85 29. 1.87
Int. C l .4:
C 04 B 2 8 / 0 4
C 04 B 14/06 C 04 B 18/08 C 04 B 24/00 G 21 C 13/08
G 21 F 1/04 I A I A CO CM IA CO UJ
(7?) A n m e l d e r :
Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund, DE
© Erfinder:
Becker, Gerhard, Dipl.-Ing. Dr., 6800 Mannheim, DE;
Elter, Claus, Dipl.-Ing. Dr., 6702 Bad Dürkheim, DE;
Schöning, Josef, Dipl.-Ing. Dr., 7521 Hambrücken, DE
(54) Thermisch beständiger Beton (Basalt/Quarz-Beton)
LT) I A CO CM I A CO
Iii Q
Die Erfindung betrifft einen thermisch beständigen Beton mit einer Frischbetonrohdichte von wenigstens 2300 kg/m3, der hohe Festigkeit im Temperaturintervall von 20° bis 300°
Celsius aufweist und für Spannbeton-Reaktordruckbehälter für Kernreaktoren, insbesondere für Hochtemperatur-Kern- reaktoren, vorgesehen ist. Er besteht aus einem mit Wasser durchsetzten Gemenge von hydraulischem Zement, Beton- zuschlag aus Basalt und Quarz jeweils zu gleichen Teilen sowie Flugasche als Zusatzstoff und Erstarrungsverzögerer und Betonverflüssiger als Zusatzmittel. Bei einem Wasser- zementwert von 0,45 weist das Gemenge einen Mehlkornge- halt von 27,5% des Zuschlags auf.
Siebdurchgang (Masse-%)
100 90 80
70 60 50 40 30 20 10 0
0 , 2 5 0 , 5 1
Fig. 1 Lochweite
(mm)
BUNDESDRUCKEREI 12.86 608 865/264 7/60
35 26 454
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. T h e r m i s c h b e s t ä n d i g e r B e t o n mit einer Frischbetondichte v o n w e n i g s t e n s 2300 k g / m3 mit h o h e r Festig- keit im T e m p e r a t u r i n t e r v a l l v o n 20° bis 300° Celsius f ü r S p a n n b e t o n - R e a k t o r d r u c k b e h ä l t e r f ü r K e r n r e a k - 5 t o r e n , i n s b e s o n d e r e f ü r H o c h t e m p e r a t u r - K e r n r e a k t o r e n , b e s t e h e n d aus e i n e m mit W a s s e r d u r c h s e t z e n
G e m e n g e v o n hydraulischem Z e m e n t , Betonzuschlag und Z u s a t z s t o f f e n , wahlweise Z u s ä t z e n wie Disper- giermittel, V e r z ö g e r e r , Fließmittel, g e k e n n z e i c h n e t durch f o l g e n d e M e r k m a l e
a) d e r B e t o n h a t eine F r i s c h b e t o n r o h d i c h t e zwischen 2300 und 2800 kg/m3,
b) d e r Z u s c h l a g b e s t e h t zu gleichen Teilen a u s Q u a r z mit K ö r n u n g 0 / 8 und Basaltsplitt mit K ö r n u n g 8/16 io n a c h Sieblinie F l g . 1 und T a b . 1 und b e t r ä g t zwischen 72 und 7 8 % d e r F r i s c h b e t o n r o h d i c h t e ,
c) als Zusatzstoff ist Flugasche v o r g e s e h e n , d) d e r W a s s e r z e m e n t w e r t b e t r ä g t 0,45,
e) d a s G e m e n g e weist einen M e h l k o r n g e h a l t v o n 27,5 des Zuschlags auf,
- f) als Z u s a t z m i t t e l sind E r s t a r r u n g s v e r z ö g e r e r mit 0,2% und Betonverflüssiger mit 1,2% d e r F r i s c h b e t o n - 15 r o h d i c h t e v o r g e s e h e n .
2. T h e r m i s c h b e s t ä n d i g e r B e t o n g e m ä ß A n s p r u c h 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die F r i s c h b e t o n r o h d i c h t e 2480 k g / m3 H — 60 k g / m3 b e t r ä g t
3. T h e r m i s c h b e s t ä n d i g e r B e t o n g e m ä ß A n s p r u c h 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß als Zusatzstoff E F A - F ü l - ler T y p BMII v o r g e s e h e n i s t
20 4. T h e r m i s c h b e s t ä n d i g e r B e t o n n a c h e i n e m d e r v o r h e r i g e n A n s p r ü c h e , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß d e r G e h a l t an F l u g a s c h e 60 k g j e m3 F r i s c h b e t o n b e t r ä g t .
5. Thermisch b e s t ä n d i g e r B e t o n n a c h e i n e m d e r v o r h e r i g e n A n s p r ü c h e , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß d e r Anteil a n hydraulischem Z e m e n t zwischen 14 u n d 1 8 % d e r F r i s c h b e t o n r o h d i c h t e b e t r ä g t .
6. T h e r m i s c h b e s t ä n d i g e r B e t o n n a c h e i n e m d e r v o r h e r i g e n A n s p r ü c h e , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß d e r 25 Anteil a n hydraulischem Z e m e n t ca. 16% d e r F r i s c h b e t o n r o h d i c h t e b e t r ä g t .
7. T h e r m i s c h b e s t ä n d i g e r B e t o n n a c h e i n e m d e r v o r h e r i g e n A n s p r ü c h e , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß als hydraulischer Z e m e n t H o c h o f e n z e m e n t v o r g e s e h e n ist.
8. T h e r m i s c h b e s t ä n d i g e r B e t o n n a c h einem d e r v o r h e r i g e n A n s p r ü c h e , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß als Hydraulischer Z e m e n t H o c h o f e n z e m e n t d e r Festigkeitsklasse H O Z 4 5 L v o r g e s e h e n ist.
30 9. Thermisch b e s t ä n d i g e r B e t o n n a c h e i n e m d e r v o r h e r i g e n A n s p r ü c h e , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß d e r Anteil a n Q u a r z m e h l ( K o r n g r ö ß e bis 0,25 m m ) 60 k g j e m3 F r i s c h b e t o n b e t r ä g t .
Beschreibung
35 Die Erfindung b e t r i f f t thermisch b e s t ä n d i g e n B e t o n mit h o h e r Festigkeit im T e m p e r a t u r i n t e r v a l l v o n 20" bis 300° Celsius f ü r S p a n n b e t o n - R e a k t o r d r u c k b e h ä l t e r , i n s b e s o n d e r e f ü r H o c h t e m p e r a t u r - K e r n r e a k t o r e n , beste- h e n d aus e i n e m mit w a s s e r d u r c h s e t z t e n G e m e n g e v o n hydraulischem Z e m e n t , Betonzuschlag u n d Z u s a t z s t o f - fen, wahlweise Z u s ä t z e n w i e Dispergiermittel, V e r z ö g e r e r , Fließmittel u n d Flüssigkeitsverluststeuermittel.
G e m ä ß D I N 1045 wird u n t e r B e t o n ein Baustoff v e r s t a n d e n , d e r aus Z e m e n t , B e t o n z u s c h l a g und W a s s e r 40 hergestellt wird u n d d e m z u r Beeinflussung b e s t i m m t e r B e t o n e i g e n s c h a f t e n a u c h B e t o n z u s ä t z e z u g e g e b e n w e r d e n k ö n n e n . D a b e i b e w i r k t d a s G e m i s c h a u s Z e m e n t u n d W a s s e r beim e r h ä r t e t e n B e t o n d i e V e r k i t t u n g und V e r k l e b u n g d e r Z u s c h l a g k ö r n e r und damit d a s Z u s t a n d e k o m m e n d e r Festigkeit. D a b e i ist z u b e a c h t e n , d a ß sowohl die A r t als a u c h d i e K ö r n u n g d e s Betonzuschlags v o n wesentlicher B e d e u t u n g f ü r die e r z i e l b a r e Festigkeit d e s e r h ä r t e t e n B e t o n s i s t
45 W ä h r e n d B e t o n üblicherweise keinen t h e r m i s c h e n B e a n s p r u c h u n g e n a u s g e s e t z t ist — sieht m a n v o n d e r f r e i g e s e t z t e n L ö s u n g s w ä r m e b e i m E r s t a r r u n g s - und A u s h ä r t e v o r g a n g a b —, m u ß b e i m Einsatz v o n Beton als Baustoff f ü r S p a n n b e t o n - R e a k t o r d r u c k b e h ä l t e r f ü r K e r n r e a k t o r e n , i n s b e s o n d e r e f ü r H o c h t e m p e r a t u r - R e a k t o - ren, a u s sicherheitstechnisch r e l e v a n t e n G r ü n d e n eine T e m p e r a t u r b e a n s p r u c h u n g a n g e n o m m e n w e r d e n . D a h e r ist in diesen Fällen die B e t o n z u s a m m e n s e t z u n g so festzulegen, d a ß d i e Festigkeitseigenschaften d e s Betons, so welche d e r k o n s t r u k t i v e n A u s l e g u n g zugrundeliegen, d u r c h die T e m p e r a t u r b e a n s p r u c h u n g nicht unzulässig
b e e i n t r ä c h t i g t w e r d e n .
G r u n d s ä t z l i c h e s ü b e r die B e t o n z u s a m m e n s e t z u n g ist aus d e m B e t o n - K a l e n d e r 1979, Teil 1, b e k a n n t . D a n a c h ist Betonzuschlag aus G e s t e i n mit nicht z u g r o ß e r u n d sich n u r möglichst w e n i g ä n d e r n d e r W ä r m e d e h n u n g zu v e r w e n d e n . N e b e n d e r G e s t e i n s a r t ist bei d e r F e s t l e g u n g auch die K ö r n u n g , d a s h e i ß t die K o r n g r ö ß e und d e r e n 55 Verteilung, d e s Betonzuschlags v o n g r o ß e m Einfluß auf die Festigkeit d e s Betons. D e r Z u s c h l a g soll möglichst g r o b k ö r n i g a b e r a u c h h o h l r a u m a r m u n d nicht zu sandreich sein, s o d a ß er einen möglichst g e r i n g e n W a s s e r - bzw. Z e m e n t l e i m b e d a r f a u f w e i s t
In gleichem M a ß e soll d e r B e t o n a b e r a u c h möglichst g u t v e r a r b e i t b a r sein, das h e i ß t die E i n b r i n g u n g d e s Betons in die jeweilige K o n s t r u k t i o n soll p r o b l e m l o s e r f o l g e n k ö n n e n . H i e r b e i ist auf g u t e V e r d i c h t u n g d e s 60 Betons z u achten, d a m i t k e i n e festigkeitsmindernden H o h l r ä u m e e n t s t e h e n k ö n n e n .
Diese z u m Teil g e g e n l ä u f i g e n A n f o r d e r u n g e n a n d e n Z u s c h l a g f ü h r e n in d e r Regel zu G e m i s c h e n v o n Betonzuschlag unterschiedlicher K ö r n u n g , w e l c h e e n t w e d e r mittels g e n o r m t e r Grenzsieblinien n a c h D I N 1045 o d e r ü b e r d e n W a s s e r a n s p r u c h o d e r mit S u m m e n k e n n w e r t e n f ü r die K o r n v e r t e i l u n g c h a r a k t e r i s i e r t w e r d e n .
N e b e n diesen v o r s t e h e n d b e h a n d e l t e n Einflußgrößen, w e l c h e in e r s t e r Linie die Z u s a m m e n s e t z u n g d e s 65 Betons b e t r e f f e n , sind a u c h v e r a r b e i t u n g s - und herstelltechnische s o w i e wirtschaftliche G e s i c h t s p u n k t e zu berücksichtigen. Im Hinblick auf o p t i m a l e V e r a r b e i t u n g des Frischbetons w e r d e n im allgemeinen Zusatzmittel wie Fließmittel, V e r z ö g e r e r o d e r Dispergiermittel e i n g e s e t z t um so die V e r a r b e i t u n g s e i g e n s c h a f t e n d e s Betons im e r f o r d e r l i c h e n M a ß z u beeinflussen.
1211
35 26 454
Herstelltechnische G e s i c h t s p u n k t e b e t r e f f e n die a u s r e i c h e n d e V e r s o r g u n g mit d e n e r f o r d e r l i c h e n Bestandtei- len des Betons, i n s b e s o n d e r e mit d e m Betonzuschlag sowie auch die H e r s t e l l s i c h e r h e i t
Ein P r o b l e m bietet die bei d e r H y d r a t a t i o n f r e i w e r d e n d e W ä r m e , die zu einer T e m p e r a t u r e r h ö h u n g in massigen Bauteilen, w i e S p a n n b e t o n - R e a k t o r d r u c k b e h ä l t e r mit dickwandiger Betonhülle, f ü h r t . H i e r d u r c h ver-
ursachte T e m p e r a t u r s p a n n u n g e n k ö n n e n u n t e r U m s t ä n d e n Risse im B e t o n z u r F o l g e h a b e n . 5 Die jeweilige T e m p e r a t u r e r h ö h u n g und d e r T e m p e r a t u r v e r l a u f h ä n g e n im wesentlichen v o n d e r H y d r a t a -
t i o n s w ä r m e des Z e m e n t s , v o m Z e m e n t g e h a l t des Betons, v o n d e r F r i s c h b e t o n t e m p e r a t u r , v o m E r h ä r t u n g s f o r t - schritt und v o n den Bauteilabmessungen ab.
A n z u s t r e b e n ist im allgemeinen ein B e t o n mit niedriger F r i s c h b e t o n t e m p e r a t u r und möglichst geringer und
langsamer W ä r m e e n t w i c k l u n g . 10 Die niedrige F r i s c h b e t o n t e m p e r a t u r k a n n auf v e r s c h i e d e n e A r t erreicht w e r d e n , z. B. d u r c h V e r w e n d u n g von
g e k ü h l t e m A n m a c h w a s s e r , d u r c h Z u g a b e v o n Eisstücken z u m Zuschlag o d e r d u r c h V e r w e n d u n g v o n flüssigem Stickstoff. Die W a h l d e r z w e c k m ä ß i g e n A u s g a n g s s t o f f e j e d o c h sowie die z w e c k m ä ß i g e B e t o n z u s a m m e n s e t z u n g ist nicht n u r auf die T e m p e r a t u r e i g e n s c h a f t e n des Betons auszurichten s o n d e r n a u c h von d e r g e f o r d e r t e n
Festigkeit und den jeweiligen G e g e b e n h e i t e n d e r K o n s t r u k t i o n abhängig. 15 Als w e i t e r e s Kriterium ist noch die W ä r m e l e i t u n g bzw. d a s W ä r m e s p e i c h e r v e r m ö g e n d e s B e t o n s w ä h r e n d
seiner N u t z u n g s d a u e r in B e t r a c h t zu ziehen.
Bei V e r w e n d u n g v o n B e t o n in K e r n r e a k t o r e n ist a u ß e r d e m die A b s o r p t i o n s f ä h i g k e i t f ü r radioaktive Strah- lung v o n B e d e u t u n g . Beim Bau v o n S p a n n b e t o n b e h ä l t e r n f ü r R e a k t o r e n v o n K e r n k r a f t w e r k e n ist n e b e n d e m S t r a h l u n g s w i d e r s t a n d des Betons w ä h r e n d d e r S t r a h l u n g s d a u e r auch seine Rohdichte, d e r W a s s e r g e h a l t d e s 20 Betons bei h o h e n T e m p e r a t u r e n sowie d e r Einfluß d e r T e m p e r a t u r e n auf das spezifische K r i e c h m a ß v o n l u f t t r o c k e n e m und v o r d e m A u s t r o c k n e n g e s c h ü t z t e n Beton b e i einachsiger o d e r m e h r a c h s i g e r D r u c k b e a n s p r u - c h u n g sowie die D a u e r s t a n d f e s t i g k e i t dieses Betons bei m e h r a c h s i g e r D r u c k b e a n s p r u c h u n g v o n Wichtigkeit.
A u s g e h e n d v o n diesem Stand d e r T e c h n i k liegt d e r Erfindung die A u f g a b e zugrunde, einen thermisch bestän- digen Beton a n z u g e b e n , d e r im T e m p e r a t u r i n t e r v a l l v o n 20 bis 300° Celsius sowohl h o h e Festigkeitswerte 25 aufweist, die sich auch n a c h langer N u t z u n g s d a u e r nicht unzulässig v e r ä n d e r n , als a u c h gleichzeitig gut v e r a r - b e i t b a r und wirtschaftlich herstellbar ist.
Diese A u f g a b e wird gelöst d u r c h die M e r k m a l e d e s k e n n z e i c h n e n d e n Teils d e s P a t e n t a n s p r u c h s 1.
D a n a c h ist v o r g e s e h e n , die Z u s a m m e n s e t z u n g so z u wählen, d a ß d e r B e t o n eine F r i s c h b e t o n r o h d i c h t e von m e h r als 2300 k g / m3 aufweist. H i e r z u wird d e r Anteil d e s Betonzuschlags auf einen W e r t v o n 72 auf 7 8 % 30 b e z o g e n auf die F r i s c h b e t o n r o h d i c h t e f e s t g e l e g t D e r Betonzuschlag b e s t e h t zu gleichen Teilen aus Q u a r z k i e s mit einer K ö r n u n g 0 bis 8 m m u n d Basaltsplitt mit einer K ö r n u n g 8 bis 16 m m n a c h Sieblinie F i g . 1. D e r W a s s e r z e m e n t w e r t , d a s ist d a s Verhältnis d e s W a s s e r g e h a l t s z u m Zementanteil, wird auf 0,45 festgelegt. D a m i t wird einerseits nach Z u g a b e d e s Fließmittels a u s r e i c h e n d e V e r a r b e i t b a r k e i t des B e t o n s gewährleistet, als auch a n d e r e r s e i t s die g e w ü n s c h t e Festigkeit, i n s b e s o n d e r e Druckfestigkeit, erreicht. Ein w e i t e r e s wichtiges M e r k m a l 35 d e r Erfindung b e t r i f f t d e n M e h l k o r n g e h a l t , d e r mit 27,5 4- — 1 % des Zuschlags f e s t g e l e g t ist. In diesem Z u s a m - m e n h a n g wird d e m B e t o n als Zusatzstoff F l u g a s c h e beigemischt. V o r z u g s w e i s e ist h i e r f ü r EFA-Füller T y p BMII v o r g e s e h e n .
Bei einer a n g e s t r e b t e n F r i s c h b e t o n r o h d i c h t e v o n 2480 kg/m* b e t r ä g t d e r Z e m e n t a n t e i l 390 k g / m3 und d e r
Anteil an z u g e s e t z t e r Flugasche 60 kg/m3. 40
G e m ä ß d e r Erfindung ist es v o r t e i l h a f t H o c h o f e n z e m e n t d e r Festigkeitsklasse H O Z 4 5 L g e m ä ß D I N 1164 einzusetzen. Z u r E r r e i c h u n g a u s r e i c h e n d e r V e r a r b e i t b a r k e i t d e r e r f i n d u n g s g e m ä ß e n Betonmischung k a n n d e m Beton ca. 1,2% Fließmittel b e i g e f ü g t w e r d e n . U m die V e r a r b e i t b a r k e i t d e s F r i s c h b e t o n s zu v e r l ä n g e r n ist es vorteilhaft d e r e r f i n d u n g s g e m ä ß e n B e t o n m i s c h u n g a u c h 0,2% V e r z ö g e r e r zuzusetzen.
Als z w e c k m ä ß i g h a b e n sich hierbei S i k a m e n t 20 als Fließmittel und Plastiment R e t a r d e r als V e r z ö g e r e r 45 erwiesen.
Diese und w e i t e r e v o r t e i l h a f t e A u s g e s t a l t u n g e n d e r E r f i n d u n g sind in d e n U n t e r a n s p r ü c h e n a n g e g e b e n . Im f o l g e n d e n sollen a n h a n d eines k o n k r e t e n Beispiels die Vorteile und V e r b e s s e r u n g e n d e r Erfindung gezeigt w e r d e n .
Eine R e i h e v o n U n t e r s u c h u n g e n mit d e m Ziel, die t h e r m i s c h e Beständigkeit unterschiedlicher B e t o n z u s a m - 50 m e n s e t z u n g e n zu erfassen, zeigt hinsichtlich d e r Festigkeit in d e m interessierenden T e m p e r a t u r b e r e i c h m e h r e r e e t w a gleichwertige B e t o n m i s c h u n g e n (Tabelle 2).
Im Hinblick auf die d e r E r f i n d u n g z u g r u n d e l i e g e n d e A u f g a b e n s t e l l u n g gilt es j e d o c h a u c h die A s p e k t e wirtschaftlicher Herstellung, i n s b e s o n d e r e im Hinblick auf die k o s t e n g ü n s t i g e Bereitstellung d e r erforderlichen
Bestandteile, als auch d e r sicheren V e r a r b e i t b a r k e i t z u b e t r a c h t e n . 55 In diesem Z u s a m m e n h a n g erhält die örtliche L a g e des H e r s t e l l o r t s bzw. des V e r a r b e i t u n g s o r t s , das heißt z. B.
B e t o n w e r k o d e r Baustelle, e b e n s o g r o ß e B e d e u t u n g wie die k o n s t r u k t i v e G e s t a l t u n g d e r herzustellenden B a u s t r u k t u r . Die B e d e u t u n g d e r örtlichen L a g e resultiert aus d e m g r o ß e n Bedarf an Z u s c h l a g s t o f f e n und d e s s e n D e c k u n g . W i e bereits e r w ä h n t w u r d e , sind S p a n n b e t o n - R e a k t o r d r u c k b e h ä l t e r , wie sie f ü r K e r n r e a k t o r e n , i n s b e s o n d e r e H o c h t e m p e r a t u r - K e r n r e a k t o r e n , b e n ö t i g t w e r d e n , B e t o n k ö r p e r mit g r o ß e r Wanddicke. Zu ihrer 60 H e r s t e l l u n g wird d e m g e m ä ß ein g r o ß e s V o l u m e n an F r i s c h b e t o n benötigt, welches m e h r e r e 1000 m3 b e t r ä g t . F e r n e r ist zu berücksichtigen, d a ß das b e n ö t i g t e B e t o n v o l u m e n kontinuierlich bereitzustellen ist bei gleichblei- b e n d e r Qualität und V e r a r b e i t b a r k e i t . I n s b e s o n d e r e das Einbringen v o n B e t o n in Bauteilen mit dichter Beweh- r u n g e r f o r d e r t einen relativ h o h e n V e r d i c h t u n g s a u f w a n d , d a anderenfalls Fehlstellen in d e r B e t o n s t r u k t u r nicht auszuschließen sind. Auf d e r a r t schwierige Verarbeitungsverhältnisse, wie sie bei einem S p a n n b e t o n - R e a k t o r - 65 d r u c k b e h ä l t e r f ü r K e r n r e a k t o r e n n o r m a l sind, zugeschnitten, ist die Z u s a m m e n s e t z u n g des Betonzuschlags s o festgelegt, d a ß j e z u r H ä l f t e Basaltsplitt und Q u a r z , s o g e n a n n t e r Kiessand, als Betonzuschlag z u m Einsatz k o m m e n . D a b e i ist v o r g e s e h e n , d e n Basaltsplitt, d e r herstellungsbedingt eine kantige und u n r e g e l m ä ß i g e K o n t u r
1212
35 26 454
des einzelnen K o r n s aufweist, mit d e r g r ö ß e r e n K o r n g r u p p e v o n 8 bis 16 e n t s p r e c h e n d Sieblinie Fig. 1 einzuset- zen, w ä h r e n d f ü r d e n Kiessand die K o r n g r u p p e 0 bis 8 e n t s p r e c h e n d Sieblinie Fig. 1 v o r g e s c h r i e b e n ist. Diese Vorschrift erfüllt einen d o p p e l t e n Zweck. Einerseits wird d u r c h V e r w e n d u n g v o n Basalt, d e r g e m ä ß D I N 52100 g e g e n ü b e r Q u a r z h ö h e r e D r u c k f e s t i g k e i t s w e r t e aufweist, a u f g r u n d d e r g e b r o c h e n e m F o r m d e r K ö r n e r die 's Biegezugfestigkeit d e s B e t o n s begünstigt, w o b e i die f e s t g e l e g t e maximale K o n r g r ö ß e v o n 16 die V e r a r b e i t b a r -
keit a u c h bei s e h r dichter B e w e h r u n g ausreichend g u t z u l ä ß t ; a n d e r e r s e i t s b e d e u t e t d e r Einsatz von feinkörni- g e m Q u a r z s o w o h l eine V e r b e s s e r u n g d e r V e r a r b e i t b a r k e i t als a u c h d u r c h d e n a u f g r u n d d e r festgelegten Sieblinie e r h a l t e n e n Anteil a n M e h l k o r n ( D u r c h m e s s e r kleiner 0,25 m m ) eine V e r b e s s e r u n g d e r Betonfestigkeit bei h ö h e r e n T e m p e r a t u r e n . Die u n t e r h y d r o t h e r m a l e n B e d i n g u n g e n s t a t t f i n d e n d e R e a k t i o n d e s Q u a r z m e h l s und i o d e r Flugasche mit d e m Kalziumhydroxid ergibt eine Festigkeitssteigerung d u r c h Kalksilikatbildung.
D e r v o r s t e h e n d b e r e i t s a n g e g e b e n e M e h l k o r n g e h a l t v o n e t w a 2 0 % d e r F r i s c h b e t o n r o h d i c h t e setzt sich z u s a m m e n aus d e m Z e m e n t a n t e i l und den beiden j e g l e i c h g r o ß e n Anteilen an z u g e s e t z t e r Flugasche und dem M e h l k o r n d e s Q u a r z z u s c h l a g s v o n j e 60 kg. Auf diese technisch e i n f a c h e W e i s e k a n n ein unwirtschaftlicher M e h r b e d a r f a n Z e m e n t v e r m i e d e n w e r d e n , da e r d u r c h die Bindefähigkeit des M e h l k o r n s insgesamt k o m p e n - r> s i e r t w i r d .
Die B e t o n z u s a m m e n s e t z u n g e n t s p r e c h e n d d e r E r f i n d u n g ist bestens g e e i g n e t , die A n f o r d e r u n g e n an g u t e W a r m f e s t i g k e i t im T e m p e r a t u r i n t e r v a l l v o n 20° Celsius bis 300° Celsius zu erfüllen. D a r ü b e r hinaus ist a b e r a u c h eine k o s t e n g ü n s t i g e wirtschaftliche H e r s t e l l u n g s o w o h l d e r B e t o n m i s c h u n g als a u c h d e r d a r a u s g e f e r t i g e n S p a n n b e t o n - R e a k t o r d r u c k b e h ä l t e r f ü r K e r n r e a k t o r e n gewährleistet, d a a u f g r u n d d e r e r f i n d u n g s g e m ä ß e n in M i s c h k ö r n u n g d e s Betonzuschlags sowie d e r f e s t g e l e g t e n G e w i c h t s a n t e i l e v o n Z e m e n t , B e t o n z u s c h l a g und
Z u s a t z s t o f f e n o p t i m a l e V e r a r b e i t u n g s b e d i n g u n g e n eingehalten w e r d e n . T a b e l l e 1
Lochweite (mm) 0,25 0,5 1 2 4 8 16
Sieb-Durchgang
(Masse (%) 3 11 22 30 40 52 100
Sieb-Rückstand
(Masse-%) 97 89 78 70 60 48 0
Tabelle 2 Temperatur-
Mischungen
20<>C 70 °C (unversiegelt)
200 °C 250°C 70°C 200°C (versiegelt)
250 °C
BS-A 1,00 1,05 0,82 0,73 1,03 0,67 0,80
BS-B 1,00 1,02 0,82 0,75 0,98 0,73 0,78
KA-1 1,00 (0,76) 0,79 0,68 0,99 1,07 0,93
KA-2 1,00 1,11 0,90 0,80 1,02 1,24 1,50
RFB-A 1,00 1,01 0,66 0,59 1,07 0,24 0,30
RFB-B 1,00 1,07 0,67 0,52 1,10 0,25 0,29
B 6 1,00 0,90 0,62 0,60 0,94 0,16 0,17
Mittelwert 1,02 0,75 0,67 1,02
Standardabweichung 0,07 0,10 0,10 0,05
1213
Nummer:
Int. CI.4: Anmeldetag:
Offenlegurigstag:
3526455 C 0 4 B 28/04 24. Juli 1985 29. Januar 1987
S iebdurchgang (Masse-%)
Fig. 1 Lochweite (mm)
608865/264
