ПРОГРЕССИВНЫЕ БЕТОНЫ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ –
НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ УСПЕХА НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА АЭС
,
-производственное предприятие «Проект-Д», г. Москва
В строительстве АЭС есть весьма немаловажный, весьма тонкий и малоизвестный широкой научной общественности момент – это возведение бетонных конструкций радиационной защиты.
Для защиты могут быть применены и обычные бетоны. Но это приводит к резкому увеличению габаритов сооружений, росту объемов и массы фундаментов и конструкций перекрытий, удлинению трубопроводов и иных коммуникаций, в итоге – к общему значительному удорожанию АЭС и себестоимости отпускаемой электроэнергии за счет строительной составляющей. Которая и без того составляет около 50%. Практически вопрос оптимизации строительства решается применением специальных особо тяжелых бетонов, благодаря которым толщину радиационной защиты удается минимизировать.
На заре развития атомной энергетики особо тяжелые бетоны создавались методом добавления дроби в бетонную смесь. Поскольку дробь имеет относительно большой удельный вес, во избежание расслоения бетона, он делается вязким. Это ухудшает его удобоукладываемость. Поддержание параметров бетона по плотности и по качеству укладки требовало непосредственного курирования стройки представителями московских НИИ, разрабатывавших бетоны.
На сегодняшний день соответствующих научных групп нет, курирование осуществлять некому. Строительные подразделения утратили практический опыт работы с особо тяжелыми бетонами радиационной защиты. Нет даже нормативных документов, определяющих правила укладки особо тяжелых бетонных смесей, контроля их параметров как в ходе строительства, так и при приемке работы. В современных Строительных нормах и правилах(СНиП) специфические особенности работы с особо тяжелыми бетонами не отражены. Это чревато следующими последствиями при строительстве:
- непроливом малоподвижных смесей через прутья арматуры и возникновением каверн;
- разбавлением бетонной смеси строителями ради улучшения укладываемости;
- перевибрированием смеси с ее расслоением.
Во всех случаях это означает:
1) возникновение радиационных свищей – участков защиты с существенно повышенной проницаемостью для радиации;
2) уменьшением прочности и долговечности конструкций радиационной защиты из-за неравномерности прочностных свойств и теплофизических параметров и/или из-за наличия инициирующих разрушение полостей.
Ситуация оказывается на грани того, что при возведении радиационной защиты строители по закону(СНиП) будут делать брак, а принимающая сторона, ввиду отсутствия нормативов, не будет знать, что и как контролировать.
Положение отягощается тем, что принятая та или иная стратегия использования бетонов отражается в проектировании. Первый проект оказывается типовым, по которому сооружаются параллельно несколько блоков. И все они могут быть признаны непригодными к эксплуатации после пробного пуска первого из реакторов. Такого удара после Чернобыля отечественная атомная энергетика просто не выдержит.
И, по поступающим сведениям, плотность бетона радиационной защиты 3650 кг/м3, которая не реализуема в отечественных условиях без применения дроби, – уже выдана в качестве задания проектирующим организациям.
Тем не менее, выход из современной непростой ситуации есть. В 70-80-е годы были разработаны и апробированы на строительстве около 10 блоков АЭС СССР и 4 блоков в странах СЭВ новые прогрессивные бетоны на искусственных заполнителях в виде серийно выпускаемых окатышей Лебединского ГОК и окалины, являющейся отходом цехов металлургических комбинатов. Специфика этих бетонов в том, что в них крупный заполнитель имеет плотность практически равную плотности смеси раствора. Поэтому бетон при укладке не расслаивается, не требует вибрирования, допускает использование бетононасосных технологий литья в опалубку с применением гравитационного метода укладки. Эти бетоны однородны по прочностным и радиационно-защитным свойствам. Сырье для них легко может быть получено на соответствующих предприятиях черной металлургии. В отличие от бетонов на минеральном сырье, для них не требуется выполнение исследовательских процедур по определению пригодности сырья для целей АЭС(наличие активируемых примесей, хлоридов и пр.).
Экономический выигрыш, подтвержденный в 80-х экспериментальным внедрением около 40 тыс. м3 прогрессивных бетонов, заключался в резком сокращении ручного труда – в среднем по 6 часов на кубометр. Собственно бетон оказался в ценах 1984 г. в разы дешевле бетонов с дробью. А в ряде случаев – дешевле и обычных бетонов, производимых из местного сырья, выработанного мелкими щебеночными заводами.
Дополнительный ожидаемый эффект массового применения прогрессивных бетонов заключается в сокращении сроков строительства. Причем конструкции шахты реактора могут отливаться после строительства реакторного здания, в том числе и зимой, что недопустимо для бетонов с дробью. Кроме того, происходит высвобождение крановой техники от переброски бетона в бадьях. Исчезает необходимость прорезки и последующего заваривания окон в опалубке для вибрирования смеси. Учитывая, что в объеме строительства блока ВВЭР-1000 из 100 тыс. кубометров бетонных работ 60 тыс. приходится на бетоны радиационной защиты, в ряде случаев возможен эффект существенного снижения стоимости всего строительства АЭС.
Кроме всего прочего, применение предлагаемых бетонов и их технологий обеспечено к настоящему времени интеллектуально. На инициативной основе -Д» консолидировал разбросанную и готовую оказаться утерянной технологическую информацию в книге [1]. А в настоящее время на основании созданного и тоже не ставшего (ввиду известных политических обстоятельств) нормативом Руководящего технического материала СЭВ, - разрабатывает новый отраслевой Руководящий документ по производству бетонных работ при сооружении АЭС.
Вопрос сегодня упирается только в донесение этих сведений до штабов Генерального Заказчика, проведение необходимых консультаций и докладов, принятие решения в пользу проектирования нового строительства на базе прогрессивных бетонов.
Список литературы
1. , , «Бетоны радиационной защиты атомных электростанций», М: -Борг», -2006, - 652 с. с ил.
