Effect of Aggregate Type on Radiation Attenuation Properties of Heavyweight Concretes

Year 2020, Volume: 12 Issue: 2, 777 - 786, 30.06.2020

Merve Gümüş , Şükrü Demir Ozer Sevim

https://doi.org/10.29137/umagd.740779

Abstract

It is known that the most common usage area of heavyweight concrete compared to different usage areas is nuclear power plants. Nuclear power plants are a complex of structures that are of great importance in today's world, which also lives the energy age, but also brings some dangers. The most important of these dangers is that these structures have the possibility of radiation leakage in case of any explosion situation. Therefore, the strength and durability properties of concretes that will be used in the construction of nuclear power plants should be designed meticulously. All this shows how important and worthy of study is the study subject. In the scope of the study, ultrasonic pulse velocity, compressive strength and radiation attenuation properties of concretes produced using 3 different types of aggregate, limestone crushed stone, barite and siderite were investigated. The results of the tests were interpreted comparatively. As a result, it has been determined that different aggregate types affect the ultrasonic pulse velocity, compressive strength, and radiation absorption properties of concrete.

Keywords

Limestone Aggregate, Barite Aggregate, Siderite Aggregate, Heavyweight Concrete, Gamma Ray, Neutron Attenuation

Agrega Tipinin Ağır Betonların Radyasyon Soğurma Özelliklerine Etkisi

Abstract

Ağır betonların farklı kullanım alanlarına oranla en yaygın kullanım alanının nükleer enerji santralleri olduğu bilinmektedir. Nükleer enerji santralleri enerji çağını yaşayan günümüz dünyasında bir hayli öneme sahip olan aynı zamanda da bazı tehlikeleri beraberinde getiren yapı kompleksidir. Bu tehlikelerden en önemlisi herhangi bir patlama durumu söz konusu olduğunda bu yapıların radyasyon sızdırma ihtimallerinin olmasıdır. Bundan dolayı nükleer enerji santrallerinin inşasında kullanılacak olan betonların dayanım ve dayanıklılık özelliklerinin titizlikle tasarlanması gerekmektedir. Tüm bunlar çalışma konusunun ne derece önemli ve incelenmeye değer olduğunu göstermektedir. Çalışma kapsamında kalker kırmataş, barit ve siderit olmak üzere 3 farklı tip agrega kullanılarak üretilen betonların ultrases geçiş hızı, basınç dayanımı ve radyasyon soğurma özellikleri incelenmiştir. Yapılan testlerin sonuçları karşılaştırmalı olarak yorumlanmıştır. Sonuçta farklı agrega tiplerinin betonun ultrases geçiş hızı, basınç dayanımı ve radyasyon soğurma özelliklerini etkilediği tespit edilmiştir.

Keywords

Kalker Agrega, Barit Agrega, Siderit Agrega, Ağır Beton, Gama Işını, Nötron Soğurma

References

• Akyıldırım, H. (2011). Ağır Betonların Nükleer Radyasyon Zırhlama Özelliklerinin Araştırılması, Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta.
• Baradan, B., Yazıcı, H., & Aydın, S. (2015). Beton (2. Basım), Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları,İzmir.
• Baster, I.I. (1997). Calculation of Radiation Attenuation Coefficients for Shielding Concretes. Annals of nuclear Energy, 24(17):1389-1401.
• Kılınçarslan, Ş., Başyiğit, C., & Akkurt, İ., (2007). Barit Agregalı Ağır Betonların Radyasyon Zırhlama Amacıyla Kullanımının Araştırılması, Gazi Üniversitesi Mimarlık Mühendislik Fakültesi Dergisi, 22(2):393-399.
• Kılınçarslan, Ş., Sancar, S., & Uzun, İ. (2011). Barit Agregalı Ağır Betonların Betonarmede Kullanılabilirliği. 6th International Advanced Technololies Symposium. (IATS11). Elazığ. Turkey.
• Mehta, P.K. (2006). Concrete. Structure, properties and materials, McGraw-Hill Education, New York.
• Mehta, P.K., & Monteiro, P.J.M. (2006). Concrete: Microstructure, Properties, and Materials (3. Edition), McGraw-Hill, USA. Neville, A.M. (1995). Properties of concrete (Vol. 4), Longman, London.
• Özen, S., Şengül, C., Erenoğlu, T., Çolak, Ü., Reyhancan, İ.A., & Taşdemir, M.A. (2016). Properties of heavyweight concrete for structural and radiation shielding purposes, Arabian Journal for Science and Engineering, 41(4):1573–1584.
• Özturan, T. (2013). Özel betonlar, THBB Hazır Beton Dergisi, 118:70–83.
• Revuelta, D., Barona, A., & Navarro, D. (2009). Measurement of Properties and of The Resistance to Segregation in Heavyweight, Self-Compacting Barite Concrete. Materiales de Construcción, 59(295):31-44.
• Sakr, K., & Elhakirn, E. (2002), Effect of High Temperature or Fire on Heavy Weight Concrete Properties Used in nuclear Facilities, Sixth Arab Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy, 265-278.
• Sevon, T., Kinnunen, T., Virta J., Holmström, S., Kekki, T., & Lindholm, I. (2010). Hecla Experiments on Interaction Between Metallic Melt And Hematite-Containing Concrete, Nuclear Engineering and Design, 240:3586–3593.
• TS 1247, (2018). Beton Yapım Döküm ve Bakım Kuralları (Normal Hava Şartlarında), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS EN 206, Beton-Özellik. Performans, İmalat ve Uygunluk, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS EN 1097-6, (2013). Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler bölüm 6: Tane yoğunluğu ve su emme oranının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS EN 12390-3, (2010). Beton- Sertleşmiş Beton Deneyleri – Bölüm 3: Deney numunelerinde Basınç Dayanımı Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS EN 933-1, (2012). Agregaların geometrik özellikleri için deneyler bölüm 1: Tane büyüklüğü dağılımı tayini- Eleme metodu, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS EN-802. (2016). Beton Karışım Tasarımı Hesap Esasları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• Yılmazer, B. (2009). Muş Yöresinden Temin Edilen Baritin Kullanımı ile Elde Edilen Ağır Betonun Fiziksel ve Mekaniksel Özelliklerinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ.
• Yousef, S., AlNassar, M., Naoom, B., Alhajali, S., & Kharita, M.H. (2008). Heat effect on the shielding and strength properties of some local concretes, Progress in Nuclear Energy, 50(1):22–26.