AGRADECIMIENTO A la In3. 0iliana cFearria Reyes Gracias a su e?i3encia y 3u@a en la realiHación de este traba7o.
4
Dedicatoria ste traba7o
está
dedicada
primera mente a Dios por darme salud a mis padres por br@dame se3uridad y apoyo económico.
5
INTRODUCCION n el presente traba7o tiene como ob7etio principal presentar toda la in2ormación
necesaria
caracter@sticas
para
composición
conocer y
con
aplicaciones
detalle del
las
propiedades
concreto
pesado.
n las Jltimas d5cadas el concreto pesado Fa ido 3anando terreno en el sector de la construcción a niel mundial. l uso del concreto pesado Fa permitido la construcción de estructuras en las Kue la masiidad es la propiedad predominante. l concreto pesado no es un material nueo se Fa empleado durante mucFos años como contrapeso en puentes leadiHos ancla7es y en particular su mayor aportación Fa sido sin duda como protección bioló3ica de personas y material 2rente a los rayos L y rayos 3amma en radio3ra2@a industrial y en instalaciones de terapia m5dica as@ como en aceleradores de part@culas y reactores nucleares.
6
ANTECEDENTES Para estudiar el concreto pesado nos tenemos Kue remontar a los años (4 del si3lo LL para encontrar sus inicios. )u aplicación coincide con el desarrollo de la ener3@a nuclear. l concreto pesado tiene propiedades de utilidad como material de protección contra la radiación. 'na pantalla de este tipo de concreto puede serir como protección contra los rayos 3amma y los rayos ? además suponer un aForro económico respecto a los concretos ordinarios. Ma Kue para la misma protección se necesitan espesores mayores. A pesar de Kue con las nueas tecnolo3@as el 3rado de conocimiento de este material Fa aumentado considerablemente pero toda@a no está todo descubierto acerca de este tipo de concreto. )on pocas y puntuales las construcciones en territorio peruano lo Kue demuestra su 3rado de desconocimiento yNo la di2icultad para obtener los a3lomerados necesarios para producirlo. 'na de estas construcciones lo constituye el blinda7e del blocO del reactor nuclear construido en 8uaran3al 0ima. l concreto pesado es un material muy adecuado para este tipo instalaciones de protección debido a sus buenas propiedades de absorción 2renado de neutrones rápido y relatio ba7o costo en comparación con otros materiales de protección. n la actualidad el uso del concreto como protección bioló3ica de personas y material 2rente a los rayos L y rayos 3amma en radio3ra2@a industrial y en instalaciones de terapia m5dica as@ como en aceleradores de part@culas y reactores nucleares. l principio 2undamental en el diseño de meHclas en el concreto pesado asumiendo Kue ya se eli3ieron los a3re3ados a emplearse reside en Kue el análisis 3ranulom5trico de la meHcla tiene Kue ealuarse en olumen absoluto y no en peso si se meHclan a3re3ados di2erentes como normalmente ocurren ya Kue de otro modo no se obtiene la distribución real del tamaño de las part@culas. $tro aspecto medular consiste en Kue mientras mayor sea la di2erencia de pesos espec@2icos entre la piedra y la arena Fabra mayor se3re3ación pues las part@culas pesadas tenderán a asentarse en el 2ondo. Para el control de calidad del concreto pesado se Fan establecido especi2icaciones muy ri3urosas controlándose los materiales la apariencia y calidad del concreto 2resco su temperatura y el ambiente el peso unitario la consistencia el contenido de aire la resistencia en compresión el módulo de 7
elasticidad y la p5rdida de resistencia despu5s de e?posición a una temperatura determinada.
OBJETIVOS: 0os ob7etios planteados en este traba7o son •
De2inir el Concreto Pesado y obserar la 3ran cantidad de aplicaciones Kue tiene para la construcción.
•
•
Aprender cómo se dosi2ica la preparación del concreto pesado. Conocer las principales caracter@sticas Kue deben tener los a3re3ados Kue an a ser parte del diseño de meHclas.
•
Conocer la importancia Kue tiene el Reactor "uclear de 8uaran3al para el bene2icio y desarrollo del estado peruano
8
GENERAIDADES: De!i"ici#": )e de2ine el concreto pesado o densidad como el Concreto de densidad sustancialmente más alta Kue la del FecFo con el empleo de a3re3ados de peso normal por lo comJn obtenido por el uso de a3re3ados pesados y Kue se usa en especial para el blinda7e contra la radiación.Q Aun cuando el blinda7e contra la radiación es el uso principal del concreto pesado tambi5n se emplea en la 2abricación de contrapesos o sencillamente como un medio para aumentar económicamente el peso muerto de al3una instalación sin aumentar el olumen de la masa como ser@a el caso con el normal. Cuando se Fabla de concreto pesado normalmente se Face re2erencia a concreto Kue tiene una densidad por arriba de 1&4 pc2 poundspar libras por pie cJbicoS y Kue sobre la base del tamaño de los a3re3ados y los procedimientos de colado puede alcanHar una densidad tan alta como %44 pc2. Inariablemente el concreto pesado es más costoso Kue el de peso normal incluso si se compara por libra de masa debido a Kue debe tenerse un cuidado mayor Kue el normal al seleccionar un a3re3ado de densidad adecuada y de una calidad coneniente para la 2inalidad para la Kue se a a usar como la e?plotación en la mina del material el triturado y 3radación de los a3re3ados y su meHclado para obtener la meHcla de concreto as@ como en el colado y acabado de 5ste. l costo de transporte para el a3re3ado pesado necesario será relatiamente alto al compararlo con los a3re3ados de peso normal de normalmente se dispone cerca de los sitios de los proyectos. 0a mayor parte del eKuipo para triturar y clasi2icar por tamaños se relaciona con los a3re3ados de peso normalT como consecuencia el des3aste y des3arre de ese eKuipo ocurrir@a con mucFo mayor rapideH y teóricamente el olumen de los materiales mane7ados por ese eKuipo seria inersamente proporcional a las densidades de los a3re3ados. AunKue los a3re3ados pesados Kue se usan en el concreto pesado pueden presentar di2icultades en su trituración y mane7o durante su clasi2icación por tamaños as@ como pueden conducir a problemas costosos en el meHclado transpone colado y acabado su uso absolutamente necesario o por lo menos 9
coneniente en el diseño de mucFas estructuras o instalaciones Kue necesitan blinda7e contra la radiación o contrapesos densos o bien en donde se reKuiere una densidad mayor y en especial en donde el espacio se encuentra en un m@nimo. Cuando el diseño se basa en la densidad el espesor de un muro o de un piso se puede reducir en un &4U sencillamente al duplicar la densidad del concreto utiliHado en su 2abricación. ?isten mucFas propiedades del concreto Kue aumentan de manera notable como resultado de aumentar la densidad. 'na propiedad Kue está adKuiriendo más importancia es la resistencia a la abrasión y manteniendo todo los demás i3ual entre mayor sea la densidad del concreto mayor será la resistencia a la abrasión. $tra área Kue se analiHa más adelante es el uso moderno de los aditios Ku@micosT muy poco se Fa escrito acerca de esto pero básicamente con el uso de al3unos de estos aditios modernos se puede incrementar la densidad de la pasta al reducir la relación a3uaNcemento al mismo tiempo Kue se aumenta la traba7abilidad y de manera notable la resistencia del concreto resultante. Además de los aditios Ku@micos los aditios minerales de apor condensado de s@lice permiten lo3rar una mayor densidad de la pasta con menor permeabilidad y mayor resistencia.
A$re$ado% &e%ado% "ormalmente la composición Ku@mica e?acta de los a3re3ados pesados no es importancia e?trema mientras ten3an la eleada densidad reKuerida para Kue se les use para lo3rar la densidad e?i3ida en el concreto pesado. Al seleccionar los a3re3ados para una densidad especi2icada la 3raedad espec@2ica densidadS del a3re3ado 2ino debe ser comparable a la del a3re3ado 3rueso de modo Kue la densidad del mortero Kuede cercana a la del a3re3ado 3rueso. 0a ma3netita y la ilmenita son los a3re3ados de uso más comJn en la producción del concreto para blinda7e contra la radiaciónT el a3re3ado de barita 2erro2ós2oro y acero se usa en 3ran parte del balance.
10
Do%i!icaci#" de' co"creto &e%ado 0os procedimientos de dosi2icación para el concreto pesado son muy seme7antes a los aplicados para dosi2icar el concreto de peso normal. )e recomienda Kue se necesiten más meHclas de prueba para lle3ar a las cantidades óptimas de a3re3ado 3rueso y de 2ino debido a Kue los a3re3ados más pesados y más ásperos se comportan de una manera un tanto di2erente al a3re3ado de peso normal de los concretos de peso normal. $tras recomendaciones Kue no se encuentran en los in2ormes de la ACI antes mencionados son 1. l mortero se debe dosi2icar de modo Kue se lo3re una densidad tan alta como se puedaT esto puede lo3rarse si se usa apor condensado de s@lice y un aditio reductor de la cantidad de a3ua de alto ran3o. l apor condensado de s@lice debe contener por lo menos el /&U de bió?ido de silicio una p5rdida de i3nición del (U o menos y un área super2icial absorción de nitró3enoS de al menos 1& 444 m6NO3. 6. l uso de la inclusión de aire y un contenido m@nimo de a3ua ayudará de manera apreciable en la reducción del san3rado y la separación de diersos tamaños de a3re3ado as@ como en el lo3ro de un concreto más Fomo35neo. E. Al ealuar las meHclas de prueba el dosi2icador debe establecer 2amilias de meHclas de modo Kue se puedan realiHar a7ustes con rapideH durante la construcción causados por la 2alta de uni2ormidad en los a3re3ados como las 3radaciones ariables y la ruptura. n esencia todos los m5todos de prueba estipulados para el control y la ealuación del concreto de peso normal son del mismo modo aplicables al concreto pesado. 0a inspección en el campo debe incluir reenimiento contenido de aire densidad rendimiento y la producción y curado de muestras cilindros y i3asS para las pruebas de resistencia.
M(todo% de co"%tr)cci#" ?isten principalmente dos m5todos de construcción Kue se pueden incorporar con el empleo de concreto pesado el m5todo conencional y el del a3re3ado preaciado. Cuando se aplica el m5todo conencional se pueden incorporar mucFos de los reKuisitos del meHclado transporte y colado del concreto de peso normal pero siempre debe considerarse la densidad mayor y su e2ecto 11
sobre el eKuipo. 0as capacidades de las reoledoras industriales de concreto están diseñadas para meHclar olum5tricamente un olumen particular de concreto Kue ten3a una densidad de alrededor de 1&4 pc2 como consecuencia no debe intentarse meHclar concreto pesado Kue ten3a una densidad de E44 pc2 con el uso de la capacidad olum5trica real de la reoledora. n este caso se debe reducir el olumen Kue se está meHclando en por lo menos el &4U. l concreto pesado conencional siempre debe consolidarse por ibración. stas precauciones en el eKuipo de mane7o tambi5n se aplica a los soportes de los canalones para concreto la capacidad de las 3rJas el tamaño de los cucFarones transportadores de concreto las bandas transportadoras y a la resistencia de las cimbras as@ como a otros puntos de inter5s seme7ante. )iempre debe considerarse el m5todo de construcción del a3re3ado preaciado en especial para el concreto pesado. )u aplicación casi siempre conduce a un concreto Kue tiene la densidad má?ima. 0a aplicación de este m5todo permite Kue los a3re3ados 3ruesos pesados se mane7en por medio de eKuipo más robusto Kue el Kue se usa para mane7ar el concreto meHclado y el mortero aunKue pesado normalmente se dosi2ica y meHcla cerca del colado. )i se aplica este m5todo el a3re3ado 3rueso se distribuye dentro de las cimbras y el mortero se bombea en la base y se 2uerHa Facia arriba alrededor de las part@culas de a3re3ado 3rueso. Para el concreto pesado con a3re3ado preaciado es esencial Kue las part@culas de a3re3ado 3rueso se laen bien y no conten3an part@culas de tamaño menor Kue el especi2icado antes del colado en las cimbras para 3arantiHar un 2lu7o sin restricciones. Con 2recuencia es necesario empacar en 2orma manual estos a3re3ados 3ruesos alrededor de los art@culos aFo3ados.
A*ICACIONES B'i"da+e ")c'ear o co"tra 'a radiaci#" )e proporciona y es necesario el blinda7e contra la radiación principalmente para la protección del personal Kue traba7a en instalaciones y en los alrededores de 5stas las cuales emiten part@culas nucleares neutrones protonesS y rayos L o y. n 3eneral estas pan@culas o rayos son detenidos desiados trans2ormados o atenuados sencillamente por la masa es decir por 12
el peso del concreto libras por pie cuadradoS Kue se encuentra entre la 2uente de radiación de ener3@a y las personas Kue se están prote3iendo. Por otra parte el boro y el cadmio deben ser introducidos internacionalmente como un a3re3ado o como un aditio. 0a resistencia del concreto para blinda7e depende mucFo de la calidad y 3radación del a3re3ado as@ como de la relación a3uaNcemento. 'na mala adFerencia de la pasta al a3re3ado parece impedir el lo3ro de resistencias muy altas para el concreto pesado pero entre más densa sea la pasta es me7or en tanto Kue la cantidad de pasta sea la adecuada para tener una buena traba7abilidad. 8asta donde se sabe no se Fa lo3rado una resistencia muy alta mayor Kue 16 444 psiS con el concreto pesado. )e cree Kue con el uso de aditios Ku@micos modernos los cuales aumentan la traba7abilidad al mismo tiempo Kue reducen la relación a3uaNcemento y el uso posible de apor condensado de s@lice como una adición cementosa se alcanHar@an resistencias mucFo más altas. 0o normal es Kue la resistencia no sea un criterio cuando se reKuiere concreto pesadoT como consecuencia los laboratorios Kue realiHan la dosi2icación de la meHcla se interesan principalmente en la traba7abilidad y la densidad. 0a capacidad de protección tiene una importancia primordial. Además el cambio de olumen y la no 2ormación de 3rietas son conceptos de inter5s primario en especial en donde miembros estructurales 2orman parte de la protección o la constituyen por completo. Por tanto se concluye Kue la 2abricación de concreto para blinda7e es en erdad más complicada Kue la tecnolo3@a para producir concreto con a3re3ado de peso normal. n primer lu3ar se debe saber al3o acerca de la 2uente de ener3@a naturaleHa e intensidad de las pan@culas nucleares y de los rayos los cuales an a ser detenidos o por lo menos atenuados Fasta al3Jn l@mite de aceptación. n se3undo lu3ar se debe Facer la selección antes mencionada respecto de los a3re3ados Kue permitirán alcanHar la densidad reKuerida as@ como de los aditios Kue darán por resultado la traba7abilidad y la resistencia de la pasta necesarias para la estructura en particular.
13
Co"creto &ara co"tra&e%o% l concreto pesado se usa a menudo en la 2abricación de contrapesos o sencillamente como un medio para incrementar económicamente el peso muerto de al3una instalación e incluso sin el olumen masio Kue ocupar@a el concreto con a3re3ado de peso normal. 0os a3re3ados Kue se utilicen para estos 2ines pueden ser los mismos Kue los empleados en el concreto para blinda7e contra la radiación e?cepto en Kue la e?posición del concreto para contrapesos al medio ambiente puede ser incluso más cr@tica desde un di2erente punto de ista. Por tanto es posible Kue se reKuieran estipulaciones adicionales respecto a la calidad del concreto y del a3re3ado. n 3eneral el uso de altos 2actores de cemento ba7as relaciones a3uaNcemento y del E al %4No de aire incluido es conducente a la producción de una pasta de cemento o un mortero impermeables Kue deben encerrar de manera satis2actoria el a3re3ado de Fierro en el concreto su7eto a casi cualKuier e?posición. l uso de apor condensado de s@lice me7orar@a mucFo la impermeabilidad. "o se deben usar materiales Kue contienen cantidades e?cesias de cloruros y otros compuestos corrosios. Con 2recuencia a las tuber@as sumer3idas para 3as aire e incluso ciertos l@Kuidos se les coloca contrapesos al su7etarles silletas de concreto o encerrándolas en concreto pesadoT tambi5n se usa al3o de concreto de peso normal. 14
E" re%),e" AunKue la tecnolo3@a del concreto pesado es similar a la del concreto de peso normal es necesario tener un cuidado especial debido al e2ecto de su densidad sobre el eKuipo cimbras y empleados. ?isten dos m5todos principales para colar el concreto pesado el conencional meHclado transporte y coladoS o el del a3re3ado preaciado aciado del a3re3ado 3rueso e inyección de 3rout en la matriHS. )e puede incrementar li3eramente las densidades del concreto pesado e?istente si se utiliHa apor condensado de s@lice como reemplaHo parcial cementoso o como material suplementario y mediante el uso de aditios reductores de la cantidad de a3ua de alto ran3o para reducir el contenido de a3ua al mismo tiempo Kue se incrementa la traba7abilidad
CENTRA NUCEAR EN -UARANGA . *ER/ INSTITUTO *ERUANO DE ENERGIA NUCEAR I*EN: ComienHa sus 2unciones como tal el % de 2ebrero de 1*& Fabiendo tenido como antecedente la ,unta de Control de ner3@a Atómica. 0as primeras actiidades en ener3@a nuclear comenHaron en 1&&. n 1*/ el IP" construye el Reactor Potencia Cero con propósitos de capacitación y entrenamiento para los 2@sicos nucleares y otros especialistas dedicados a este tipo de inesti3ación. ?iste una Central "uclear en 8uaran3al CarabaylloS y una Planta de Radiación !ultiuso en )anta Anita. 8a permitido el autoabastecimiento de radioisótopos usados para 2ines m5dicos antes estos se deb@an importar actualmente cubren la demanda nacional. Pro2esionales de otras disciplinas Kue no son 2@sicos nucleares usan las radiaciones para aplicarlas en la solución de problemas prácticos. 0os 2@sicos m5dicos utiliHan la radiación para la terapia del cáncer. 0os in3enieros alimentarios irradian alimentos para prolon3ar su ida Jtil o eliminar microor3anismos pató3enos. 0os a3rónomos irradian 3ranos para inducir mutaciones me7oradas. 0os m5dicos aproecFan la radiación de radio2ármacos para dia3nosticar en2ermedades. 0os 2@sicos de materiales 15
emplean la radiación para comprender las propiedades de materiales conencionales o los Kue están produciendo en sus laboratorios. 0os in3enieros ciiles y mecánicos usan la radiación para Facer radio3ra2@as de sus estructuras entre otros pro2esionales Kue usan esta ciencia para 2ines positios.
3U ES UNA CENTRA NUCEAR5 'na Central "uclear e% )"a &'a"ta $e"eradora de e'ectricidad6 al i3ual Kue las centrales t5rmicas o Fidráulicas. l ob7etio de todas es &rod)cir e'ectricidad &ara e' co"%),o do,(%tico e
i"d)%tria'7 n las centrales nucleares la 2uente primaria de ener3@a sur3e de la !i%i#" de
"8c'eo% de 9to,o% de )ra"io6 Kue tiene lu3ar en el reactor ")c'ear7 ntre las centrales t5rmicas y las nucleares e?isten mucFas similitudes ambas poseen un 3enerador el5ctrico Kue para Kue pueda producir ener3@a el5ctrica dee $irar %ore %) e+e a )"a ;e'ocidad e%&eci!icada . Para ello se utiliHa una turbina de apor.
Ce"tro N)c'ear de -)ara"$a': l Centro "uclear scar !iró
E
16
Uti'idad: 0a utilidad más importante Kue tiene el Centro "uclear se encuentra en la planta de producción de radioisótopo Kue son utiliHados para realiHar 3amma3ra2@as Kue 2acilitan Facer dia3nósticos m5dicos as@ como una mayor precisión en el estudio de los te7idos del cuerpo Fumano. Además el centro nuclear cuenta con laboratorios para el per2ila7e de poHos petroleros intercone?ión de acu@2eros estudio de 2u3as de embalses en la detección de 2allas en la soldadura. n la a3ricultura para optimiHar el uso de 2ertiliHantes entre otras aplicaciones.
Di%e=o %>%,ico:
0a central se Fa realiHado con un diseño espec@2ico Kue pre5 estructuras ciiles adecuadas sistemas duplicados Kue responden al 2allo preisto de uno de ellos y coe2icientes de sobredimensionamiento para resistir el sismo má?imo esperable prote3er contra las radiaciones ioniHantes preenir los accidentes posibles y miti3ar sus consecuencias. Por este motio los edi2icios de una central nuclear en comparación con una conencional de similar potencia son mucFo más robustos y más 3randes para alo7ar los sistemas redundantes instalados.
17
0a construcción y las estructuras del reactor nuclear 3arantiHan se3uridad ante cualKuier desastre natural. )e iene a la mente el accidente nuclear en el reactor de BuOusFima ,apónel Kue lle3o reci5n a ser controlado as@ señalado por el 3obierno 7apon5s. Ante esta Jltima crisis se demuestra Kue Fay precauciones Kue se deber@an tomar con respecto a este tipo de estructuras más aun Fallándose en Honas similares a ries3o de sismos como en el PerJ.
E' ca%o &er)a"o: 0a planta nuclear está destinada a la inesti3ación y al tratamiento de al3unos medicamentos. n los Jltimos d@as se Fabló de la amenaHa Kue este sitio representa no solo para las más de mil 2amilias Kue están alrededor de este comple7o sino para la capital y el pa@s. )in embar3o Páucar ,áure3ui inesti3ador cient@2icoS estima Kue nuestro reactor está me7or eKuipado Kue el de BuOusFima pues cuenta con una capacidad antis@smica mayor Kue el de ,apón. n cuanto al personal detalla Kue es un eKuipo de pro2esionales de primer niel del cual 5l 2ormó parte. “Mo soy del eKuipo Kue 2undó el reactor. n esa 5poca recibimos instrucción en Ar3entina. ConoHco a 2ondo el 2uncionamiento del reactor de 8uaran3al y s5 Kue cuenta con 1& in2ormes de se3uridad lo Kue le da la 3arant@a Kue todo está monitoreado constantemente”. n cuanto a la e?periencia del personal Páucar e?plicó Kue los empleados de 8uaran3al realiHan e7ercicios constantes eleando la potencia del reactor del má?imo y poniendo en práctica las t5cnicas para ba7ar este niel. “sto lo Facen al menos una eH por semana es decir más de cincuenta eces al año. n cambio en el reactor de BuOusFima esto se Face solo una eH cada un año y medio. Por eso es Kue puedo ase3urar Kue los traba7adores del reactor peruano están muy bien capacitados y entrenados”.
I,&orta"cia de' co"creto &e%ado ? a&'icaci#": 0a aplicación del concreto pesado en las centrales nucleares se centra básicamente en las enta7as Kue o2rece 2rente a la protección contra la radiación. A pesar de Kue se Fa utiliHado tambi5n como concreto de lastrado 18
es importante conocer al3unos conceptos básicos sobre los tipos de radiación y la protección Kue el Formi3ón de alta densidad o2rece. Primeramente tenemos Kue tener en cuenta Kue en una central nuclear se producen di2erentes tipos de radiaciones. ?isten radiaciones primarias radiaciones Kue proceden de la desinte3ración de los elementos radioactios utiliHados como combustible nuclearS y radiaciones secundarias producto de las colisiones entre las radiaciones primarias y los materiales circundantesS. Dentro de los distintos tipos de radiación encontramos la radiación ioniHante. sta radiación son part@culas o 2otones procedentes de los átomos ya sea desde su nJcleo o desde su corteHa electrónica con ener3@a su2iciente para ioniHar la materia desplaHando los electrones de sus órbitas. Cuando de 2orma 3eneral Fablamos de radiación nos estamos re2iriendo a la ioniHante. 0as radiaciones ioniHantes ya sean electroma3n5ticas o corpusculares poseen una ener3@a lon3itud de onda y 2recuencia tales Kue al interaccionar con un medio le trans2ieren ener3@a su2iciente para separar a un electrón de su átomo. 0a ioniHación es por lo tanto la 2ormación de un par de iones el ne3atio el electrón libreS y el positio el átomo sin uno de sus electronesS. sta radiación suele ser un 2enómeno de la radiactiidad Kue procede de los átomos y está compuesta principalmente por part@culas al2a beta y rayos 3amma. #ambi5n es posible su aparición debido a la e?citación de los electrones en las corteHas atómicas mediante el calor o la aplicación de intensos campos electroma3n5ticos de rayos L. 0a radiactiidad o radioactiidad en s@ de la cual la radiación ioniHante es una consecuencia es un 2enómeno 2@sico natural por el cual al3unas sustancias o elementos Ku@micos llamados radiactios emiten radiaciones Kue tienen la propiedad de impresionar placas 2oto3rá2icas ioniHar 3ases producir 2luorescencia atraesar cuerpos opacos a la luH ordinaria etc. Debido a esa capacidad se las suele denominar radiaciones ioniHantes en contraste con las no ioniHantesS. 0as radiaciones emitidas pueden ser electroma3n5ticas en 2orma de rayos L o rayos 3amma o bien part@culas como pueden ser nJcleos de 8elio electrones o positrones protones u otras. 'na propiedad de los isótopos es Kue son inestables. s decir Kue se mantienen en un estado e?citado en sus capas electrónicas o nucleares con lo Kue para alcanHar su estado 2undamental deben perder ener3@a. 0o Facen en 19
emisiones electroma3n5ticas o en emisiones de part@culas con una determinada ener3@a cin5tica. sto se produce ariando la ener3@a de sus electrones emitiendo Rayos LS sus nucleones rayo 3ammaS o ariando el isótopo al emitir neutrones protones o part@culas más pesadasS y en arios pasos sucesios con lo Kue un isótopo pesado puede terminar conirti5ndose en uno mucFo más li3ero como el uranio Kue con el transcurrir de los si3los acaba conirti5ndose en plomo. Con el Formi3ón de alta densidad pretendemos prote3ernos de esta radiación de una 2orma e2ectia. Por lo tanto es imprescindible Kue las propiedades del Formi3ón no se ean a2ectadas. Debido a la e?posición del Formi3ón a rayos 3amma o neutrones en los nieles Kue se dan 3eneralmente ba7o las condiciones t@picas en obras de tipo reactor nuclear las propiedades del material no se en a2ectadas. )in embar3o no debemos con2undir t5rminos y pensar Kue el Formi3ón no su2re nin3una a3resión a pesar de estar en ambientes tan sin3ulares. 0a ener3@a de la radiación absorbida por el Formi3ón se conierte en calor y da lu3ar a incrementos importantes de la temperatura en el Formi3ón. stos incrementos pueden lle3ar a ser de Fasta 144 W C o más con lo Kue la temperatura del Formi3ón en las paredes de un reactor puede lle3ar a alcanHar arios centenares de 3rados a menos Kue se tomen medidas de re2ri3eración para eliminar el e?ceso de calor acumulado. Por estos motios es importante Kue los áridos ten3an estabilidad t5rmica y sean buenos atenuadores. De aF@ el uso de áridos pesados ya Kue su eleada densidad Face Kue sean más estables y Kue los 3radientes de temperatura no sean tan eleados. )e necesita de áridos densos para atenuar los neutrones rápidos Kue son los más ener35ticosS ya Kue los neutrones lentos ya se atenJan con el contenido de Fidró3eno del Formi3ón. "o obstante tendremos Kue i3ilar Kue estos contenidos sean como m@nimo del 4%&U en peso del Formi3ón.
CONCRETO *ESADO . CENTRA NUCEAR EN -URANGA: l Instituto Peruano de ner3@a "uclear edi2ica en la meseta de 8uaran3al en la proincia de 0ima el Centro "uclear de Inesti3aciones del PerJ construyendo en concreto el +locO del Reactor RPX14. l concreto se Fa 20
diseñado para actuar como elemento estructural y de blinda7e bioló3ico contra la acción de radiaciones nucleares.
AS CARACTERÍSTICAS DE A EDI@ICACIN SON AS SIGUIENTES: l concreto pesado tiene una densidad seca m@nima de 6.* 3rNcmET una resistencia a la compresión a los 6/ d@as de 6/4 O3Ncm6T un espesor promedio de la pantalla de 6&4 cmT y en el diseño de la estructura se Fa considerado la posibilidad de un sismo de ma3nitud /.% !s.
TI*O DE CEMENTO USADO l cemento ele3ido 2ue el Andino #ipo - de la clasi2icación A)#! C 1&4. 0a elección tomó en consideración su peKueño porcenta7e de aluminato tricálcico el cual 3arantiHaba un lento y ba7o desarrollo de calor de Fidratación. 0os estudios e2ectuados en el 0aboratorio de nsayos de !ateriales X '"I 3arantiHaron el cumplimiento de las especi2icaciones de resistencia dentro de los nieles de calor de Fidratación deseados.
CARACTERISTICAS DE OS AGREGADOS *ara e' a$re$ado !i"o: Como a3re3ado 2ino se emplea una arena natural de cantera limpia la cual cumple con las especi2icaciones de la "orma C EE del A)#! y los reKuisitos especiales
*ara e' a$re$ado $r)e%o )e emplea como a3re3ado 3rueso el mineral de Fierro clasi2icado como !a3netita proeniente de los yacimientos de !arcona. sta !a3netita además de 3arantiHar la densidad deseada actJa como aportador de Fierro y elementos pesados Kue contribuyen al control del 2lu7o de radiaciones Gamma. 0a !a3netita seleccionada cumple con las recomendaciones de las "ormas (E* y (E/ del A)#!. 21
AGUA EM*EADA l a3ua empleada es potable y se Fa trasladado en camiones cisterna desde 0ima.
ADITIVOS EM*EADOS )e Fan utiliHado dos aditios 'n plasti2icante
Para lo3rar retardo de 2ra3uado con reducción de a3ua
sin p5rdida de resistencia. 'n superplasti2icante
para 3arantiHar 2luideH de la meHcla durante el
tiempo de colocación.
DOSI@ICACION DE MECA 0a dosi2icación de la meHcla se Fa FecFo para proporciones de peso. 0as proporciones seleccionadas 2ueron comprobadas primero en el 0! laboratorio de ensayo de materialesS X '"I y lue3o a7ustadas en obra por la 2irma contratista.
CARACTERISTICAS 0a relación a3ua X cemento 2ue limitada a un má?imo de 4.&&T el contenido de aire atrapado al 1 U y adicionalmente se 2i7ó la composición Ku@mica por elementos de la unidad cJbica de concreto en 2unción del 2lu7o de radiaciones Gamma del Reactor.
EVAUACION DE A RESISTENCIA DE CONCRETO n la selección de la resistencia promedio se consideró Kue no más de una en cada 64 muestras estar@a por deba7o de la resistencia especi2icada
CONTRO DE CAIDAD Para el control de calidad del concreto pesado se Fan establecido especi2icaciones muy ri3urosas controlándose los materiales la apariencia y calidad del concreto 2resco su temperatura y el ambiente el peso unitario la consistencia el contenido de aire la resistencia en compresión el módulo de elasticidad y la p5rdida de resistencia despu5s de e?posición a una temperatura determinada. 22
CONCUSIONES: )e pudo de2inir claramente al Concreto pesado siendo su principal di2erencia con otros concretos su 3ran Densidad además de Faber enumerado la 3ran cantidad de aplicaciones Kue tiene Kue en este caso el concreto pesado utiliHado en esta obra es para protección "uclear y de radiación. )e pudo obserar Kue la preparación de la meHcla se FiHo en proporciones de peso y la relación a3uaXcemento no deb@a ser mayor a 4.&& 0as principales caracter@sticas de los a3re3ados son para el 2ino Kue debe estar su7eto a la norma A)#! CXEE y para el 3rueso Kue debe ser un mineral llamado !a3netita para poder absorber las radiaciones. l reactor "uclear es de demasiada importancia para el desarrollo de la tecnolo3@a nuclear en el pa@s y tomarlo más adelante como una 2uente de ener3@a para nuestra población.