Evaluarea riscului radiologic asupra sanatatii populatiei prin folosirea la constructia de locuinte a structurilor de intarire pe baza de noi sisteme compozite liante
Acronim: CENRAD

1.1 Beneficiar: Universitatea Politehnica Bucuresti, Facultatea de Energetica, Programul MENER

Universitatea Politehnica din Bucuresti, Facultatea de Chimie Industriala – Programul „Materiale Noi, Micro si Nanotehnologii – MATNANTECH”

1.2. Coordonatorul proiectului: CEPROCIM SA Bucuresti

ROMANIA, 6 Bucharest, # 6 blvd. Preciziei, code 062203 phone: +(4021) 318 88 84; 318 88 90; 318 88 93. fax: +(4021) 318 88 76; 318 88 94. E-mail 1: office@ceprocim.ro E-mail 2:res@ceprocim.ro Website: www.ceprocim.ro

1.3 Parteneri :

Partener 1: INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE PENTRU METALE SI RESURSE RADIOACTIVE

Partener 2: UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII

Partener 3: FUNDATIA PENTRU STIINTA SI INGINERIA MATERIALELOR – SERBAN SOLACOLU

FUNDATIA PENTRU STIINTA SI INGINERIA MATERIALELOR – „SERBAN SOLACOLU” Str. Gheorghe Polizu, nr. 1, cod 011061, Sector 1, Bucuresti

1.4. Perioada de executie: august 2006 – septembrie 2008

1.5.Descrierea proiectului:

1.5.1. Scopul proiectului:

Evaluarea activitatii radioactive a sistemelor compozite liante pe baza de cenusa de termocentrala, utilizate la constructia de locuinte.

1.5.2. Rezumat:

Intensificarea, folosirii cenusii de termocentrala la obtinerea de noi sisteme compozite liante, se explica atat prin proprietatile lor care le asigura atat competitivitate tehnica si economica, cat si prin necesitatea introducerii in circuitul economic a deseurilor

Daca la prepararea betoanelor este utilizat un sistem liant pe baza de ciment-cenusa de termocentrala, acest amestec devine sursa de poluare radioactiva asupra organismului uman prin iradierea acestuia; iradierea este provocata de radionuclizii naturali concentrati in cenusa obtinuta la arderea carbunilor din termocentrale.

Proiectul propune stabilirea prin studii, testari si analize fizico-chimice a acelor proportii cenusa/ciment care permit produsului mixat sa constituie materia prima necesara confectionarii unor betoane care sa indeplineasca din punct de vedere al radioactivitatii cerintele de utilizare nerestrictionate impuse de legislatie.

Aceste proportii vor fi studiate distinct, pentru fiecare din tipurile de cenusi de la principalele termocentrale pe carbune din tara noastra, iar evaluarea riscului radiologic corespunzator se va face în toate cazurile conform unei metodologii validate de CNCAN. Ea va contine estimarea dozelor efective corespunzatoare iradierii gamma si inhalarii gazului radioactiv Rn 222 (emisia de radiu).

Parametrul ce caracterizeaza gradul de radioactivitate al betoanelor utilizate la constructia de locuinte este indicele de radioactivitate a carui limita maxima a fost stabilita prin OMS Nr. 381/ 5 aprilie 2004. In calculul acestui indice intervin activitatile radionuclizilor poluanti Ra226 , Th232 si K40.

Prin proiect se stabileste pentru fiecare tip de cenusa (termocentrala) procentul maxim de participare a cenusii la produsul finit – betonul, astfel incat doza absorbita de catre populatie in locuinte sa nu depaseasca limitele impuse de organismele abilitate, Comisia Nationala pentru Activitati Nucleare (CNCAN) si Ministerul Sanatatii.

1.5.3 Obiectivele proiectului:

• Determinarea indicelui de radioactivitate al cenusilor de la principalele termocentrale din Romania si al cimentului unitar
• Determinarea indicelui de radioactivitate a cimentului fabricat cu cenusa de termocentrala ca materie prima.
• Determinarea indicelui de radioactivitate a cimentului fabricat cu cenusa de termocentrala ca adaos la macinare.
• Evaluarea riscului radiologic asupra s?natatii populatiei prin utilizarea cimenturilor cu cenusa la prepararea betoanelor pentru constructia de locuinte
• Diseminarea cunostintelor cu privire la evaluarea riscului radiologic asupra populatiei prin utilizarea cimenturilor cu cenusa de termocentrala la prepararea betoanelor pentru constructii de locuinte.

1.5.4. Rezultate finale:

Materialele de constructii (ciment, beton) au fost analizate nu numai din punct de vedere calitativ (conform standardelor in vigoare), ci si din punct de vedere al nivelului de radioactivitate, in vederea respectarii prevederilor legislatiei in vigoare (Ordinul M.S. 381/iunie 2004).

Prin rezultatele proiectului au fost stabilite limitele maxime a ponderii cenusilor de la termocentralele din Romania, la fabricarea cimenturilor si betoanelor, astfel incat riscul asupra sanatatii populatiei care locuieste in case construite din aceste materiale sa fie nesemnificativ.

1.6.Specialistii participanti la proiect:

• doctori: 8
• cercetatori st. gr.I: 6
• cercetatori st. gr.II: 4
• cercetatori st. gr.III: 3
• cercetatori st.: 13
• ingineri: 11

2.1. Etapa I: Determinarea indicelui de radioactivitate al cenusilor de la principalele termocentrale din Romania si al cimentului unitar.
– Indicele de radioactivitate al cenusilor de la principalele termocentrale
din Romania si al cimentului unitar.

2.1.1. Activitatea E I.1. Prelevarea cenusilor de la termocentrale si prepararea lor
in vederea analizelor de radioactivitate.
2.1.2. Activitatea E I.2. Prelevarea probelor de ciment unitar de la fabricile de
ciment si pregatirea acestora in vederea analizelor de radioactivitate.
2.1.3. Activitatea E I.3. Analiza radionuclizilor poluanti în cenusi si ciment unitar.
Calculul indicelui de radioactivitate si evaluarea activitatii materialelor analizate.
2.1.4. Activitatea E I.4. Elaborarea raportului de etapa

2.2. Etapa II – Determinarea indicelui de radioactivitate a cimentului fabricat cu cenusa de termocentrala ca materie prima.
-Indicele de radioactivitate al cimentului fabricat cu cenusa de termocentrala ca
materie prima.

2.2.1. Activitatea E II.1. Realizarea si caracterizarea cimenturilor cu adaos de cenusa
de termocentrala ca materie prima la producerea clincherului.
2.2.2. Activitatea E II.2. Analiza radionuclizilor poluanti si determinarea indicelui
de radioactivitate a cimenturilor realizate cu adaos de cenusa de termocentrala
ca materie prima
2.2.3. Activitatea E II.3. Elaborarea raportului de etapa

2.3. Etapa III – Determinarea indicelui de radioactivitate a cimentului fabricat cu cenusa de termocentrala ca adaos la macinare. Stabilirea retetelor optime.
-Indicele de radioactivitate al cimentului fabricat cu cenusa de termocentrala
ca adaos la macinare.

2.3.1. Activitatea E III.1. Realizarea si caracterizarea cimenturilor cu diverse
proportii de cenusa de termocentrala ca adaos la macinare. Stabilirea retetelor optime.
2.3.2. Activitatea E III.2. Analiza radionuclizilor poluanti si determinarea indicelui
de radioactivitate a cimenturilor cu cenusa de termocentrala ca adaos la
macinarea cimentului
2.3.3. Activitatea E III.3. Elaborarea raportului de etapa.

2.4. Etapa IV – Evaluarea riscului radiologic asupra sanatatii populatiei prin utilizarea cimenturilor cu cenusa la prepararea betoanelor pentru constructia de locuinte.
– Riscul radiologic asupra sanatatii populatiei prin utilizarea cimenturilor
cu cenusa la prepararea betoanelor pentru constructia de locuinte

2.4.1. Activitatea E IV.1. Realizarea conform retetelor optime a cimenturilor
pentru testarea in betoane.
2.4.2. Activitatea E IV.2. Realizarea si caracterizarea betoanelor cu diverse dozaje
de ciment cu cenusa.
2.4.3. Activitatea E IV.3. Analiza radionuclizilor poluanti si determinarea indicelui
de radioactivitate a betoanelor confectionate cu diverse dozaje de ciment cu cenusa.
2.4.4. Activitatea E IV.4. Realizarea si caracterizarea betoanelor cu diverse tipuri
de agregate si cimenturi cu cenusi.
2.4.5. Activitatea E IV.5. Analiza radionuclizilor poluanti si determinarea indicelui
de radioactivitate a betoanelor confectionate cu diverse tipuri de agregate si
cimenturi cu cenusi.
2.4.6. Activitatea E IV.6. Elaborarea raportului de cercetare

2.5. Etapa V – Masa rotunda in scopul diseminarii cunostintelor cu privire la evaluarea riscului radiologic asupra populatiei prin utilizarea cimenturilor cu cenusa de termocentrala la prepararea betoanelor pentru constructii de locuinte.
– Comunicare stiintifica/Articol

3.1. Etapa I – Raport de cercetare cuprinzand indicele de radioactivitate al cenusilor de la principalele termocentrale din Romania al cimentului unitar.

Pentru realizarea obiectivelor acestei etape s-au prelevat probe de cenusa de la 8 termocentrale si probe de ciment unitar, in vederea efectuarii determinarilor pentru caracterizarea acestor materiale. In urma analizelor chimice si mineralogice a rezultat ca cenusile studiate pot fi utilizate
In Romania prin OMS nr. 381/2004, este reglementata limita maxima a indicelui de radioactivitate in produsul finit, limita care este IR ≤ 0,5.
Determinarile concentratiei radionuclizilor Ra226, Th232, K40 si evaluarea activitatii radioactive prin indicele de radioactivitate, a cenusilor de termocentrala, prezinta valorile:

Termocentrala	Indicele de radioactivitate
	IR
Mintia	0,89-1,08
Doicesti	1,07-1,12
Rovinari	1,56
Isalnita	0,94-0,99
Oradea	0,89-1,08
Suceava	1,40
Bacau	1,10
Govora	0,76-1,07

Indicele de radioactivitate determinat pe cenusile de termocentrala are valori peste 0,5 insa aceste materiale nu reprezinta un produs finit. Aceste cenusi se pot utiliza ca adaos la ciment intr-o proportie conform SR EN 197-1/2002 si limitata de valoarea IR a cimentului obtinut, si ca materie prima la obtinerea cimentului, de asemenea intr-o propotie stabilita in functie de caracteristicile chimice.

Indicele de radioactivitate a cimenturilor unitare analizate, se incadreaza in limita maxima de 0,5 reglementata prin OMS nr. 381/2004 pentru produsul finit, valorile fiind de 0,17-0,44.

Etapa a fost realizata de coordonatorul de proiect – CEPROCIM in colaborare cu partenerul P2 – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Metale si Resurse Radioactive

3.2 Etapa II – Raport de cercetare privind determinarea indicelui de radioactivitate a cimentului fabricat cu cenusa de termocentrala ca materie prima.

S-au folosit cenusi al caror indice de radioactivitate s-a situat in limitele 0,89-1,56. Au fost obtinute cimenturi in care aceste cenusi de termocentrala s-au utilizat ca materie prima in amestecul brut inlocuind total sau partial componenta silico-aluminoasa curenta. Aceste cimenturi au prezentat caracteristici fizico-mecanice in aceleasi limite de valori cu cele obtinute din materiile prime curente.

Cenusile de la termocentralele Mintia (I=0,89-1,08), Doicesti (I=1,07-1,12), Rovinari (I=1,56), pot fi utilizate ca materie prima în amestecul brut deoarece indicii de radioactivitate ai cimenturilor realizate în laborator se situeaza sub limita maxima de 0,5 reglementata prin OMS nr. 381/2004. Indicele de radioactivitate determinat pe aceste cimenturi se situeaza în intervalul 0,16-0,38.

Etapa a fost realizata de coordonatorul de proiect – CEPROCIM in colaborare cu partenerul P2 – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Metale si Resurse Radioactive

3.3 Etapa III – Raport de cercetare privind determinarea indicelui de radioactivitate a cimenturilor fabricate cu cenusa de termocentrala ca adaos

Raportul de cercetare cuprinde:

• Caracterizarea materiilor prime care au stat la baza realizarii cimenturilor cu adaos de cenusa
• Realizarea in laborator si caracterizarea din punct de vedere calitativ a cimenturilor cu cenusi de termocentrala utilizate ca adaos
• Analiza radionuclizilor poluanti Ra226, Th232, K40 si determinarea indicelui de radioactivitate pe materiile prime utilizate la realizarea cimenturilor si cimenturile obtinute

Materialele care au stat la baza lucrarilor de laborator au fost:

• clincherul
• cenusile de la termocentralele Mintia, Doicesti, Isalnita, Oradea, Suceava, Bacau, Govora
• gipsul.

Cu cenusa de termocentrala, utilizata ca adaos unic, se pot obtine 2 sortimente de ciment conform standardului SR EN 197-1/2002 si anume CEM II/A-V cu 6-20% adaos de cenusa si CEM II/B-V cu 21-35% adaos de cenusa

Coreland caracteristicile calitative ale cimenturilor obtinute, cu indicele de radioactivitate obtinut, a rezultat ca proportia de 15% cenusa de termocentrala este cea optima pentru cimenturile cu acest adaos, la finetea de macinare de cca. 3500 cm2/g, iar cimenturile CEM II/A-V s-au incadrat in clasa 32,5N-42,5N. Indicele de radioactivitate al acestor cimenturi se situeaza in intervalul 0,30-0,41.

Etapa a fost realizata de coordonatorul de proiect – CEPROCIM in colaborare cu partenerul P2 – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Metale si Resurse Radioactive si partenerul P3 – Universitatea Tehnica de Constructii.

3.4 Etapa IV – Raport de cercetare

Raportul de cercetare – stiintific si tehnic, din cadrul acestei etape, cuprinde:

• Realizarea si caracterizarea calitativa si din punct de vedere al radioactivitatii cimentului CEM II/A-V cu 15% adaos de cenusa
• Realizarea si caracterizarea calitativa si din punct de vedere al radioactivitatii cimentului CEM II/B-V cu 25% adaos de cenusa
• Caracterizarea calitativa si din punct de vedere al radioactivitatii a betoanelor preparate cu diverse tipuri de agregate si cenusa
• Caracterizarea calitativa si din punct de vedere al radioactivitatii a betoanelor preparate cu diverse dozaje de ciment cu cenusa si diverse tipuri de agregat
• Evaluarea riscului radiologic pri calculul indicelui de radioactivitate (I) si calculul dozei suplimentare anuale (Def)

Concluziile etapei au fost:

• Toate betoanele preparate s-au inscris in clasele de rezistenta proiectate
• Din calculul dozei efective suplimentare anuale a rezultat ca o persoana care stationeaza timp de 7000 ore/an si este supusa iradierii interne si externe de catre radionuclizi naturali din materialele de constructii, realizate in cadrul proiectului, cumuleaza jumatate din doza efectiva anuala admisa de lege, adica 0,492 mSv/an, fata de limita legal impusa de 1 mSv/an
• Luand in considerare faptul ca I 0,5 si Def 1 mSv/an se apreciaza ca riscul radiologic datorat prezentei radionuclizilor naturali in produsele finite analizate este nesemnificativ

Etapa a fost realizata de coordonatorul de proiect – CEPROCIM in colaborare cu partenerul P2 – Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Metale si Resurse Radioactive si partenerul P3 – Universitatea Tehnica de Constructii.

3.5 Etapa V

A fost organizata „Masa rotunda in scopul diseminarii cunostintelor cu privire la evaluarea riscului radiologic asupra populatiei prin utilizarea cimenturilor cu cenusa de termocentrala la prepararea betoanelor pentru constructia de locuinte”. Cu aceasta ocazie au fost prezentate cunostintele acumulate pe parcursul derularii proiectului.

La masa rotunda au participat specialisti din partea conducatorului de proiect, din partea partenerilor implicati in proiect, precum si specialisti din fabricile de ciment.

Evaluarea activitatii radioactive a cenusilor de termocentrala utilizabile la obtinerea de sisteme compozite liante – „Zilele Academice Timisene” editia a X-a, Timisoara, Romania 24 – 25 mai 2007

Evaluarea activitatii radioactive a cenusilor de termocentrala utilizabile la obtinerea de sisteme compozite liante – Revista Romana de Materiale 2007, 37(4), 296-298

Evaluarea activitatii radioactive a unor sisteme compozite liante obtinute prin utilizarea cenusilor de la termocentrale ca materie prima – Simpozionul International SIMI 2007 MEDIUL SI INDUSTRIA

Radioactive index gamma spectrometry, Bioremediation methods, ecological remediation methods – the 2^nd International Workshop on Geoenvironment and Geotechnics, Milio, Grecia, 8 – 9 septembrie 2008

Determinarea radioactivitatii sistemelor liante obtinute pe baza de cenusa de termocentrala – a X-a Conferinta de Stiinta si Ingineria Materialelor Oxidice – CONSILOX, Timisoara, 10 – 12 septembrie 2008

Masa rotunda „Materiale cimentoide performante”