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Estudos dos efeitos de aditivos químicos na cimentação de rejeitos radioativos gerados em reatores do tipo PWR - concentrado do evaporador / Waste storage; Cementing; PWR type reactors

Vanessa Mota Vieira 27 February 2012 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta pesquisa foram estudados os efeitos de aditivos químicos no processo de cimentação de rejeitos radioativos. Estes aditivos são utilizados para melhorar propriedades da pasta e do produto solidificado contendo estes rejeitos. Há uma grande variedade destes materiais no mercado, porém eles são frequentemente alterados ou simplesmente excluídos, portanto é essencial conhecer os aditivos disponíveis comercialmente e seus efeitos. Os testes foram realizados com uma solução simulando os rejeitos do concentrado do evaporador gerado em reatores nucleares do tipo PWR (Pressurized Water Reactor). Para a sua cimentação foram utilizadas duas formulações, A e C, incorporando-se maior ou menor quantidade de rejeito, respectivamente. Acrescentaram-se aditivos químicos de dois fabricantes diferentes (S e H), sendo eles: aceleradores e retardadores de pega e superfluidificantes. Os experimentos foram organizados seguindo o planejamento fatorial 23 para quantificar os efeitos das formulações, dos aditivos, de suas quantidades e de seus fabricantes nas propriedades da pasta e do produto cimentado. Os parâmetros avaliados foram: a viscosidade, o tempo de pega, as densidades da pasta e do produto e a resistência à compressão. Os superfluidificantes forneceram os melhores resultados de viscosidade (trabalhabilidade), densidade e tempo de pega. Os aceleradores de pega apresentaram os maiores valores de resistência à compressão, aos 28 dias de idade, e os menores valores de densidade. Para o parâmetro tempo de pega, o uso destes aceleradores e retardadores de pega seria recomendado somente para casos específicos. Todos os resultados de resistência à compressão atenderam aos requisitos dos órgãos reguladores, com exceção da mistura com a menor quantidade de superfluidificante do fabricante S. A utilização do superfluidificante permite a cimentação em sistemas de misturas mais simples e de menor custo, diferentemente do uso de retardador e acelerador de pega que necessitam de sistemas de mistura específicos. Apresentam pastas mais homogêneas e maior qualidade dos produtos solidificados. Os maiores valores de densidade foram obtidos utilizando o Superfluidificante, pois o seu uso tornou a pasta mais fluída e com melhor trabalhabilidade, diminuindo assim o aparecimento de poros e imperfeições. De modo geral, o uso do superfluidificante apresentou melhores resultados nos parâmetros avaliados. / In this research it has been studied the effects of chemical admixtures in the cementation process of radioactive wastes. These additives are used to improve the properties of waste cementation process, both of the paste and of the solidified product. However there are a large variety of these materials that are frequently changed or taken out of the market. Then it is essential to know the commercially available materials and their effects. The tests were carried out with a solution simulating the evaporator concentrate waste coming from PWR nuclear reactors (Pressurized Water Reactor). It was cemented using two formulations, A and C, incorporating higher or lower amount of waste, respectively. It was added chemical admixtures from two different manufacturers (S and H), which were: accelerators, set retarders and superplasticizers. The experiments were organized by a factorial design 23 to quantify the effects of formulations, admixtures, their quantity and manufacturer in properties of the paste and products. The measured parameters were: the viscosity, the setting time, the paste and product density and the compressive strength. The superplasticizers provided the best results of viscosity (workability), density and setting time. The accelerators showed the highest values of compressive strength, at age of 28 days, and the lowest values of density. In relation to the setting time, set retarders and accelerators would be recommended only for specific cases. All results of compressive strength met the requirements of regulators, except for the mixture with the lower amount of superplasticizers from the manufacturer S. The use of superplasticizers allows the cementation systems of mixtures simpler and lower cost, differently from the use of set retarders and accelerators which require particular mixing systems. Presented paste more homogeneous and better quality products solidified. The highest density values were obtained using Superfluidificante, since their use became more fluid and the pastes with better workability, thereby reducing the appearance of pores and imperfections. In general, the use of superfluidificante showed better results in all evaluated parameters.

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