Betony z dodatkiem boru

Najczęściej stosowanymi dodatkami do betonu są: kolemanit, szkło pirex, boraks oraz węglik boru. Bor bierze aktywny udział w reakcji wychwytu neutronów termicznych, w wyniku której nie wytwarza się promieniowanie y. Ponadto dodatki boru powodują znaczne obniżenie aktywacji materiałów osłony nautronami (program uprawnienia budowlane na komputer).

Callan podaje, że 1% zawartości boru w betonie zwiększa ok. 100-krotnie pochłanianie neutronów termicznych, lecz nie ma istotnego wpływu na proces spowalniania neutronów. Niewielkie ilości boru w betonie nie mogą więc być traktowane jako środek na zmniejszenie grubości osłony. Obecność 2-3% boraksu w betonie sprawia, że wytrzymałość betonu spada odpowiednio o 50-87%. Stwierdzono natomiast, że bor pod postacią węglika boru nie wykazuje wyraźnego wpływu na pogorszenie się właściwości mechanicznych betonów z cementu portlandzkiego (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Niewielkie dodatki boru opóźniają proces wiązania betonu, a czasem nawet uniemożliwiają wiązanie. W związku z tym Davis zaleca stosowanie katalizatorów. Mając na uwadze duży koszt betonów z dodatkiem boru, zastosowanie boru jako składnika betonu osłony powinno mieć miejsce jedynie w pewnych specjalnych przypadkach, najczęściej w przypadku urządzeń trakcyjnych. Korzystne natomiast okazało się nakładanie warstwy materiału zawierającego bor na wewnętrzną powierzchnię biologicznej osłony betonowej.

Ziemia okrzemkowa jest składnikiem wielu betonów i zapraw (uprawnienia budowlane). Betony okrzemkowe mają stosunkowo małe ciężary objętościowe, wy- noszące ok. 1,3 T/m3, w związku z czym nie nadają się one jako materiał budowlany na osłony przed promieniowaniem y. Ziemia okrzemkowa daje się łatwo nasycać związkami boru. Zawartość beru w ziemi okrzemkowej może dochodzić do 4%. Możliwość wprowadzenia znacznych ilości boru sprawia, że borowane betony okrzemkowe stanowią dobry materiał na osłony przed neutronami.

Ziemia okrzemkowana znana jest również jako dobry materiał izolacyjny i ogniotrwały. Właściwości te sprawiają, że betony okrzemkowe wytrzymują temperatury do 1000°C. Wytrzymałość tych betonów na ściskanie jest również zadowalająca i wynosi powyżej 100 kG/cm2 (program egzamin ustny).

Betony serpentynowe

Dzięki zastosowaniu kruszywa serpentynowego beton może utrzymywać wodę przy temperaturze ok. 450°C. W zakresie wyższych temperatur (550CC i wyżej) utrata wody jest znaczna, gdyż wtedy następuje rozrywanie wiązań pomiędzy molekułami wody i molekułami innych związków. Ciężar objętościowy betonów serpentynowych wynosi ok. 2,3-2,35 T/m3. Zaleca się stosowanie betonu serpentynowego o następującym składzie wagowym: serpentyn - 54,5%, piasek - 25,8%, cement - 14,2%, woda - 5,5%. Wytrzymałość takiego betonu na ściskanie wynosi ok. 105-P175 kG/cm2 (opinie o programie).

Projektowanie betonów na osłony biologiczne. Przy projektowaniu składu betonu na osłony biologiczne należy zwrócić uwagę na pewne zasadnicze czynniki, które nie występują przy projektowaniu składu betonów o przeznaczeniu konwencjonalnym. Do czynników tych należy zaliczyć:
a) Skuteczne osłabienie promieniowania jądrowego złożonego zazwyczaj z neutronów i fotonów y. Wymaganie to sprowadza się do zapewnienia niezbędnego udziału wody i osiągnięcia możliwie dużej gęstości betonu. Pożądane są takie składniki betonu, które nie wykazują znacznej emisji wtórnych rodzajów promieniowania (segregator aktów prawnych).
b) W pewnych przypadkach może mieć znaczenie: a) duża plastyczność betonu, ułatwiająca jednorodne wypełnienie fragmentów osłony o złożonym ukształtowaniu, w otoczeniu licznych elementów konstrukcyjnych zabudowanych w osłonie, b) odporność na działanie promieniowań jądrowych, c) odporność na działanie podwyższonej temperatury.
c) Składniki betonu nie powinny zawierać zanieczyszczeń utrudniających wiązanie, przyspieszających korozję stali, wywołujących pęknięcia, szczeliny itp.

Ponieważ wybór materiałów stosowanych do produkcji betonów na osłony biologiczne jest bardzo duży, powyższe obawy mają tu większe uzasadnienie niż w przypadku projektowania betonów konwencjonalnych, gdzie charakterystyki materiałów są dostatecznie znane (promocja 3 w 1).