Description: Planfeststellungsverfahren zur Stilllegung des Endlagers für radioaktive Abfälle Morsleben Verfahrensunterlage Titel:Verfüllmaterial für Strecken mit hohen Anforderungen Materialeigenschaften und Materialkennwerte Salzbeton M2 Autor:DBE Erscheinungsjahr:2004 Unterlagen-Nr.:P 192 Revision:00 Unterlagenteil: ProjektPSP-ElementObj. Kenn.Funktion NAANNNNNNNNNNNNNNNNNNNAAANN 9M22343021 Komponente Baugruppe AANNNA AANN AJ Verfüllmaterial für Strecken mit hohen Anforderungen – Materialeigenschaften und Materialkennwerte Salzbeton M2 Stichwörter: AufgabeUALfd. Nr.Rev. XAAXXAANNNNNN GH BY 0054 00 Blatt 3 Abdichtungen, Materialeigenschaften, Rezeptur M2, Rheologie, Salzbeton, Streckenverfüllungen Zusammenfassung Nach dem Stilllegungskonzept des Endlagers für radioaktive Abfälle (ERAM) sind zur Gewähr- leistung des radiologischen Schutzzieles die Einlagerungsfelder von der zutrittsgefährdeten Restgrube durch qualifizierte Streckenverfüllungen bzw. Strecken mit hohen Anforderungen abzudichten. Als Baustoff für die Errichtung der Streckenverfüllungen ist der Salzbeton M2 vorgesehen. Der vorliegende Bericht fasst den Kenntnisstand zu Materialparametern zusammen, soweit diese im Hinblick auf die Einbringung als Pumpversatz, die Beherrschung der Bauzustände sowie zur Beurteilung der mechanischen Integrität der Streckenverfüllungen erforderlich sind. Zuerst werden die Materialzusammensetzung, das Verhalten des Salzbetons während der Verarbeitung und die Frischbetoneigenschaften behandelt. Im Anschluss werden Resultate von Messungen physikalischer und thermodynamischer Materialeigenschaften beschrieben. Der Salzbeton M2 besteht aus Zement, Steinkohlenflugasche und Salzzuschlag. Das Anmi- schen erfolgt mit Wasser. Für die Rezeptur liegt eine allgemeine Zulassung gemäß § 4 der Bergverordnung zum gesundheitlichen Schutz der Beschäftigten (GesBergV) vor. Die rheolo- gischen Untersuchungen zeigten, dass ein Suspensionstransport durch Rohrleitungen auch bei erhöhtem oder verringertem Wassergehalt über mehrere Stunden möglich ist. Die Korn- größe des Salzzuschlages beeinflusst nur untergeordnet das Fließverhalten des Frischbetons. Kornsedimentations- bzw. -absetzerscheinungen waren nicht nachweisbar. So ergab bei- spielsweise ein Freifallversuch im ERAM, bei dem Suspension über eine Höhe von 37 m in eine Schalung verstürzt wurde, dass der Frischbeton zu einem homogenen Baustoffkörper abbindet. Untersuchungen physikalischer Festbetoneigenschaften umfassten die Ermittlung der Beton- dichte, der Salzbetonsteifigkeit und -festigkeit, des Schwind- und Kriechverhaltens sowie Be- stimmungen von Parametern, die zur Charakterisierung der hydraulischen Durchlässigkeit des Salzbetons erforderlich sind, wie die Porosität, die Porenradienverteilung und die Permeabili- tät. Es wurden einaxiale Druckfestigkeiten von mehr als 30 MPa und statische Elastizitätsmo- duli von über 20.000 MPa erzielt. Die Messungen ergaben, dass abgebundene Proben des geförderten Materials im Vergleich zu Prüfkörpern, deren Herstellung unmittelbar nach dem Anmischen erfolgte, vergleichbare Festigkeiten aufweisen. Triaxiale Druckversuche ergaben, DOK02-01 Dokublatt ProjektPSP-ElementObj. Kenn.Funktion NAANNNNNNNNNNNNNNNNNNNAAANN 9M22343021 Komponente Baugruppe AANNNA AANN AJ Verfüllmaterial für Strecken mit hohen Anforderungen – Materialeigenschaften und Materialkennwerte Salzbeton M2 AufgabeUALfd. Nr.Rev. XAAXXAANNNNNN GH BY 0054 00 Blatt 4 dass die Dilatanzgrenze nahe der Bruchgrenze liegt. Beide Parameter steigen mit wachsen- dem Manteldruck. Das Schwinden des Baustoffes ist bereits nach einer Abbindezeit von etwa 50 Tagen weitge- hend abgeklungen. Für das Normalklimat 20/65 kann ein Endschwindmaß von 1,1 mm/m an- gegeben werden. Die Laboruntersuchungen zur Ermittlung der hydraulischen Durchlässigkeit ergaben, dass der Salzbeton ein Porensystem aufweist, das nur für Gase geringfügig durch- lässig ist. So reduzierte sich die Gaspermeabilität einer getrockneten Probe bei einer Zunah- –18 –18 me des Manteldruckes von 1 MPa auf 10 MPa von 5,4·10 m² auf 1,0·10 m², während im –20 –21 Normalklimat 20/65 gelagerte Prüfkörper auf Werte von 6,1·10 m² bis 5,3·10 m² kamen. Eine Durchströmung mit Salzlösungen war dagegen nicht nachweisbar. Auf Grund der Sätti- gungsverhältnisse der Poren- und Überschusslösung sind im Rahmen der Verfüllung Anlö- seerscheinungen der Hohlraumkonturen vernachlässigbar. Bestimmungen thermodynamischer Eigenschaften des Salzbetons sind erforderlich, da die im Verlauf des Abbindeprozesses freigesetzte Wärme thermomechanisch bedingte Zwangsbeanspruchungen in den Streckenverfüllungen sowie im angrenzenden Salzgebirge erzeugen kann. Die Hydratationswärme ist damit eine nicht zu vernachlässigende Größe. Die zum Nachweis der Beherrschung der Bauzustände notwendigen Daten, wie die unter adiabatischen Bedingungen bestimmte Temperaturentwicklung beim Abbinden, die spezifische Wärmeleitfähigkeit und der Wärmeausdehnungskoeffizient werden beschrieben. Zusätzlich sind Untersuchungsresultate zur Temperaturstabilität des Salzbetons angegeben. Abschließend wird dargestellt, wie aus den Ergebnissen der Laboruntersuchungen thermodynamischer und physikalischer Baustoffeigenschaften Materialkennwerte ermittelt werden, die in die Sicherheitsnachweisführung eingehen und welche Materialmodelle in den numerischen Berechnungen zur Anwendung kommen. DOK02-01 Dokublatt
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Origin: /Bund/BGE/Website
Tags: Zement ? Baustoff ? Endlager Morsleben ? Rheologie ? Verfüllung ? Endlager ? Temperaturentwicklung ? Flugasche ? Planfeststellungsverfahren ? Wärmeleitfähigkeit ? Arbeitsschutz ? Numerisches Verfahren ? Wassergehalt ? Rohrleitung ? Stilllegung ? Abdichtung ? Laboruntersuchung ? Schutzziel ?
Region: Peine
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