국내원전의 농축폐액건조설비에 적용되고 있는 붕산/파라핀의 혼합비가 3.3/l 인 고화체를 제조하여 H/D비가 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0인 시편과 50/100mm인 시편으로 H/D 및 Loading rate에 따른 압축강도변화를 비교하였다. 실험에서 압축강도의 크기가 d=50＞75＞100mm의 현상을 보였으며, 평균 압축강도는 34.25 $\kg/textrm{cm}^2$ (d=50mm), 24.94 $\kg/textrm{cm}^2$ (d=100mm)에 걸쳐 시험체의 직경크기에 따라 감소하고 있음을 확인하였으며, 이들 모두 NRC/BTP에서 권고하고 있는 4.1$\kg/textrm{cm}^2$이상임을 알 수 있었으며 NRC/BTP에서는 시험체의 크기를 D=2~3 inch, H/D=2를 권고하고 있는데 본시험에서도 H/D의 비가 2.0으로 하여 시편을 제조하여 시험하는 것이 바람직한 것으로 보인다. 또한 Loading rate에 있어서는 재하속도가 클수록 압축강도가 증가하는 것으로 나타났다.
국내원전의 농축폐액건조설비에 적용되고 있는 붕산/파라핀의 혼합비가 3.3/l 인 고화체를 제조하여 H/D비가 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0인 시편과 50/100mm인 시편으로 H/D 및 Loading rate에 따른 압축강도변화를 비교하였다. 실험에서 압축강도의 크기가 d=50＞75＞100mm의 현상을 보였으며, 평균 압축강도는 34.25 $\kg/textrm{cm}^2$ (d=50mm), 24.94 $\kg/textrm{cm}^2$ (d=100mm)에 걸쳐 시험체의 직경크기에 따라 감소하고 있음을 확인하였으며, 이들 모두 NRC/BTP에서 권고하고 있는 4.1$\kg/textrm{cm}^2$이상임을 알 수 있었으며 NRC/BTP에서는 시험체의 크기를 D=2~3 inch, H/D=2를 권고하고 있는데 본시험에서도 H/D의 비가 2.0으로 하여 시편을 제조하여 시험하는 것이 바람직한 것으로 보인다. 또한 Loading rate에 있어서는 재하속도가 클수록 압축강도가 증가하는 것으로 나타났다.
In case that the mixing weight ratio of waste form between boric acid and paraffin was 3.3/l, which had been adopted in the concentrate waste drying system (CWDS) of domestic nuclear power plants. Using several specimens with different diameters and heights, 50/100mm specimens. compressive strength ...
In case that the mixing weight ratio of waste form between boric acid and paraffin was 3.3/l, which had been adopted in the concentrate waste drying system (CWDS) of domestic nuclear power plants. Using several specimens with different diameters and heights, 50/100mm specimens. compressive strength were measured. The experiment result showed that the small diameter specimens of compressive strength are increased more than large diameter specimens. (d=50＞75＞100mm) The average compressive strength of specimens showed that the range from 22.43 $\kg/textrm{cm}^2$ to 38.57$\kg/textrm{cm}^2$ (NRC standard$\geq$4.1 $\kg/textrm{cm}^2$). NRC standard is recommended that the compressive strength test specimens be right circular cylinders, 2 to 3 inches in diameter, with a height-to-diameter(H/D) ratio of approximately two. and compressive strength were increased more than large loading rate. As test result, this conditions are a good agreement, and estimated.
In case that the mixing weight ratio of waste form between boric acid and paraffin was 3.3/l, which had been adopted in the concentrate waste drying system (CWDS) of domestic nuclear power plants. Using several specimens with different diameters and heights, 50/100mm specimens. compressive strength were measured. The experiment result showed that the small diameter specimens of compressive strength are increased more than large diameter specimens. (d=50＞75＞100mm) The average compressive strength of specimens showed that the range from 22.43 $\kg/textrm{cm}^2$ to 38.57$\kg/textrm{cm}^2$ (NRC standard$\geq$4.1 $\kg/textrm{cm}^2$). NRC standard is recommended that the compressive strength test specimens be right circular cylinders, 2 to 3 inches in diameter, with a height-to-diameter(H/D) ratio of approximately two. and compressive strength were increased more than large loading rate. As test result, this conditions are a good agreement, and estimated.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 붕산함유 고화체의 H/D 비의 변화에 따른 압축강도측정시험을 통하여 아래와 같은 결론을 얻었다.
가설 설정
시험체가 그와 같은 약점 부를 포함할 가능성은 그 부피, 즉 크기가 증대함에 따라 커질 것이다. 따라서 붕산함유고화체의 압축강도는 조그만 시험체는 큰 시험체 보다 높은 강도를 나타내고있는 것을 확인하였다.
제안 방법
혼합온도조건은 70~120℃에 온도범위를 주고 파라핀왁스의 증발을 최소화하기 위해 70~90℃의 범위에서 혼합하였으며 붕산투입량을 3 batch로 나누어 용해된 파라핀에 투입하며 교반하였으며 혼합기의 교반속도는 300 - 500 rpm사이에서 교반하여 15분 동안 혼합시킨 후 실린더형의 PVC 몰드에 주입한 후 상부를 비닐 밀봉하여 실온에서 1주일간 경화시킨 후, 몰드를 제거하고 표면을 가공하였다. 본 연구에서는 붕산과 파라핀의 혼합 무게비(%)는 3.3/1 (원자력발전소의 PCP와 동일) 로 하였으며 직경 50, 75, 100mm에 따른 HHD비 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2 및 50/100mm의 시편을 제조하였다.
재하속도에 따른 시험체의 압축강도 변화특성을 살펴보기 위해 50/100 mm의 붕산 함유파라핀고화체를 제조하여 4주간 경화시킨 후 10톤 용량의 유압식 압축강도측정 기를 사용하여 시험체의 강도를 측정하였으며 재하속도는 5mm/min, 7.5mm/min, 8mm/min, 10mm/ min, 30mm/min으로 하였으며 그 결과를 Fig. 1 에 나타냈다. 그래프에서 보는바와 같이 재하속도가 증가할수록 압축강도가 증가하였으며 재하속도를 대수좌표로 하여 표현한 결과 거의 선형적으로 증가함을 알 수있었다.
일반적으로 압축강도는 시험체의 형상, 크기, 재하속도등의 시험조건과 구성하는 물질의 종류 등에 따라 크게 영향을 받는다. 특히 본시험에서는 원주형시멘트 고화체에 적용되고 있는 NRC/BTP의 시험체의 크기를 D= 2~3 inch, JMD=2를 권고하고 있는데 본시험에서는 붕산함유 파라핀 고화체를 이용하여 비교하였으며 또한 재하속도에 따른 압축강도변화를 비교하였으며 이들 조건을 만족시키고 있는 것으로 확인되어 안정된 고화체로 판단되어지며 시편 크기 비 및 재하속도에 따른 강도변화를 비교하여 파라핀 왁스의 최적시편 크기 비를 도출하여 표준시험방법에 활용하고자 하였다.
한편 시멘트고화체에 대해서는 처분장의 매몰량(burial load)과 고화체의 dimension 과 form을 장시간 동안 유지할 수 있도록 새로운 값인 500 psi를 제시하여 이를 권고하고 있다(1991). 한편 본 시험에서는 시편크기에 따른 영향을 살펴보기 위하여 사전에 시편의 상하부분을 수평되게 연마한 후 ASTM-D-1074(Compressive Strength of Bituminous Mixtures)에 따라 파라핀고화체의 압축강도를 측정하였다. 일반적으로 압축강도는 시험체의 형상, 크기, 재하속도등의 시험조건과 구성하는 물질의 종류 등에 따라 크게 영향을 받는다.
대상 데이터
No. FR160 과 붕산분말을 이용하여 제조하였으며 파라핀왁스의 비중은 0.93이고, 파라핀은 72℃ 이상의 온도에서 녹기 시작하며 온도상승에 따라 점도가 낮은 액체가 된다. 파라핀왁스는 물에 불용성 이 며, 열을 가하지 않고도 일정 한 압력하에서 변형이 일어나는 열가소성수지이다.
파라핀왁스는 물에 불용성 이 며, 열을 가하지 않고도 일정 한 압력하에서 변형이 일어나는 열가소성수지이다. 고화체 내의 파라핀은 붕산과 화학적 결합을 하지 않고 단지 혼합상태로 존재하며 실험에 사용된 붕산(Boric Acid)은 비중이 1.44이며, 녹는점은 171℃이고 끓는점은 359℃이다. 파라핀과의 비중차이로 인한 층 분리 현상은 혼합시 적정온도에서의 혼합 및 혼합비율, 그리고 충분한 교반에 의해 해결하였다.
성능/효과
1. 재하속도에 따른 시험체의 압축강도측정 결과 재하속도가 증가할수록 압축강도가 증가하였으며재하속도를 좌표로 하여 표현한 결과 거의 선형적으로 증가함을 알 수 있었다.
2. 압축강도의 크기가 d=50> 75> 100 mm의 현상을 보이고 있으며, 본 시험체의 평균 압축강도는 시험체의 직경크기에 따라 34.25 kgf/cnf (d=50mm), 24.94 kgf/ctf (d=100mm)로 감소됨을 알았으며 이들 모두 4.1 kgf/cnf 이상임을 알 수 있으며 매우 안정된 고화체로 판단된다. 조그만 시험체가 큰 시험체 보다 높은 강도를 나타내고 있다.
3. NRC/BTP에서는 원주형 시멘트 고화시험체의 크기를 D=2~3 inch, H&D=2를 권고하고 있는데본시험에서도 H/D의 비가 2.0으로 하여 시편을 제조하여 평가하는 것이 타당한 것으로 판단된다.
1 에 나타냈다. 그래프에서 보는바와 같이 재하속도가 증가할수록 압축강도가 증가하였으며 재하속도를 대수좌표로 하여 표현한 결과 거의 선형적으로 증가함을 알 수있었다.
따라서 붕산함유고화체의 압축강도는 조그만 시험체는 큰 시험체 보다 높은 강도를 나타내고있는 것을 확인하였다.
조그만 시험체가 큰 시험체 보다 높은 강도를 나타내고 있다. 이는 저응력도 하에서 짧은 균열보다도 긴 균열이 성장하기 시작하여 높은 응력집중을 발생시켜 조그만 시험체는 큰 시험체 보다 높은 강도를 나타내고 있는 것을 확인하였다.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.