Kształtowanie odporności radiacyjnej kompozytów cementowych

Tematem monografii są zagadnienia związane z odpornością radiacyjną kompozytów cementowych przeznaczonych do zastosowań w budownictwie, w szeroko pojętym przemyśle jądrowym, a szczególnie w energetyce jądrowej. W celu poprawienia wybranych właściwości betonu, w tym także odporności radiacyjnej, dokonuje się modyfikacji matrycy cementowej.

Należy jednak przy tym pamiętać, że modyfikacja nastawiona jedynie na poprawienie właściwości tłumienia promieniowania nie jest równoznaczna ze zwiększeniem odporności zmodyfikowanego materiału na działanie promieniowania jonizującego. Zatem niewłaściwa (nieuwzględniająca wszystkich istotnych aspektów) modyfikacja może w efekcie końcowym doprowadzić do pogorszenia innych ważnych parametrów fizykochemicznych i mechanicznych finalnego materiału. W związku z tendencją do wydłużenia czasu eksploatacji elektrowni jądrowych (EJ) od maksymalnie 60 do 80 lat konieczne jest opracowanie nowych typów materiałów budowlanych, zarówno o ulepszonych właściwościach ochronnych, jak i o odpowiednich parametrach fizykochemicznych i mechanicznych. W monografii przedstawiono wyniki badań ujmujących wspomniane wyżej zagadnienia w sposób kompleksowy na przykładzie kompozytów cementowych otrzymanych przez modyfikację matrycy cementowej proszkiem metalicznego renu. Są to pierwsze tego rodzaju badania w skali światowej. Wynikające z nich wnioski mają charakter uniwersalny i mogą być wykorzystane w pracach nad uzyskaniem nowych rozwiązań materiałowych z przeznaczeniem do zastosowań w energetyce jądrowej oraz w poszukiwaniach innych, tańszych od renu dodatków zapewniających podobny jakościowo efekt końcowy.

Spis treści
Streszczenie  5
Przedmowa 9
Wykaz ważniejszych oznaczeń   10
1. Część literaturowa — wprowadzenie   13
1.1. Dotychczasowe badania i ich wyniki   17
1.2. Kierunki nowych badań  23
1.3. Charakterystyka renu  27
1.4. Cel i zakres pracy  28
2. Przeprowadzone badania i stosowane metody  30
2.1. Materiały  30 2.2. Metody badań  31
2.2.1. Gęstość, powierzchnia właściwa, odczyn pH i skład chemiczny badanych materiałów 31
2.2.2. Skład fazowy badanych materiałów  32
2.2.3. Morfologia ziaren renu oraz mikrostruktura matryc cementowych bez dodatku i z dodatkiem renu 33 2.2.4. Podstawowe właściwości fizyczne i wytrzymałość na ściskanie  33
2.2.5. Odporność korozyjna kompozytów cementowych bez dodatku i z dodatkiem metalicznego renu  34 2.2.6. Określenie odporności radiacyjnej kompozytów cementowych  34
3. Charakterystyka materiałów użytych do badań  40
4. Ren metaliczny w układzie z cementem i wodą 55
4.1. Wpływ dodatku renu na wybrane cechy matrycy cementowej  57
4.2. Mikrostruktura, rodzaj i morfologia hydratów w badanych kompozytach cementowych  62
4.3. Wpływ renu na skład fazowy matrycy cementowej  70
4.4. Termiczna analiza różnicowa zaczynów cementowych bez dodatku i z dodatkiem renu 72
5. Działanie wybranych środowisk agresywnych chemicznie na kompozyty cementowe modyfikowane metalicznym renem  78
5.1. Zakres badań  85
5.2. Próbki do badań i stosowane środowiska korozyjne  85
5.3. Określenie odporności korozyjnej zaczynów cementowych na podstawie zmian wytrzymałości 86 5.3.1. Zachowanie się zaczynów cementowych z dodatkiem renu w środowisku kwasowym  87
5.3.2. Wpływ środowiska kwasowego na mikrostrukturę i skład fazowy zaczynów cementowych 91
5.3.3. Zachowanie się zaczynów cementowych z dodatkiem renu w środowisku siarczanowym 95
5.3.4. Wpływ środowiska siarczanowego na mikrostrukturę i skład fazowy zaczynów cementowych  99 5.4. Wpływ dodatku renu na odporność korozyjną matrycy cementowej — podsumowanie   103
6. Wpływ promieniowania jonizującego na zachowanie się dodatku renu w układzie z cementem 109
6.1. Określenie współczynników osłabienia promieniowania jonizującego przez kompozyty cementowe
z dodatkiem renu   109
6.2. Określenie zmian wytrzymałości mechanicznej oraz zmian w strukturze kompozytów cementowych modyfikowanych dodatkiem renu   117
6.2.1. Kształtowanie się wytrzymałości kompozytów na ściskanie   119
6.2.2. Mikrostruktura, rodzaj i morfologia hydratów w kompozytach cementowych po działaniu promieniowania jonizującego   122
6.2.3. Wpływ promieniowania na skład fazowy kompozytów   137
7. Wpływ temperatury na mikrostrukturę, rodzaj, morfologię i skład fazowy badanych kompozytów cementowych   142
7.1. Wpływ temperatury na rodzaj i morfologię badanych kompozytów cementowych   144
7.2. Wpływ wysokiej temperatury na skład fazowy badanych kompozytów cementowych   150
8. Wnioski   155
Bibliografia   169
Translation of selected chapters into English   185
Summary   187
1. Literature review — introduction  190
1.1. Previous studies and their results   194
1.2. Directions of the new studies   198
1.3. Rhenium characteristics   201
1.4. The aim and scope of the work  203
8. Conclusions  205