[發明專利]一種用于制備放射性廢物處理用包裝容器的混凝土及應用

在審

• 申請號: 201910270624.8
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109824324A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王亞光;李新政;張勁松;馬興均;陳云明;李兵;林力;張慧;曹騏;張杰;繆桃
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;G21F9/36
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發明公開了一種用于制備放射性廢物處理用包裝容器的混凝土及應用，所述混凝土包括以下組分：骨料、膠凝材料、水和減水劑，所述骨料的配方如下：由磁鐵礦砂與磁鐵礦碎石組成，其中，磁鐵礦砂所占骨料的質量百分比為30％?40％。本發明所制備的混凝土，最小干密度≥4000kg/m³，該混凝土具有輻射屏蔽性好、強度高的優點，可在環境惡劣地區長期存放。

技術領域

本發明涉及放射性廢物固化處理技術領域，具體涉及一種用于制備放射性廢物處理用包裝容器的混凝土及應用。

背景技術

基于軍用及民用領域的強大需求，核工業正經歷新的發展高潮。但核工業的發展中不可避免會產生各類放射性廢物，如何實現對其安全高效的處理和處置，成為制約核行業科研生產發展的瓶頸問題。

在核設施運行及退役過程中產生的廢物，大部分為低、中放射性廢物，例如檢修替換的廢金屬管件、廢棄的檢修工具、試驗剩余的廢水泥渣及被沾污的碎石塊等，對其進行去污處理，成本較高且無實際意義，應單獨進行處理及處置。

目前，利用混凝土容器包容填埋是處理此類廢物較為有效的方法：將低、中放廢物整備裝箱后，用水泥砂漿對其澆注，形成整體的水泥廢物包，再進行后續處理處置。

廢物包容效果的品質完全取決于混凝土容器的品質，國際上對包容低、中放廢物所用的混凝土容器性能要求極為嚴格：坍落度、抗壓強度、最大水灰比、最小水泥含量、最大水泥含量、混凝土最小干密度、骨料/膠凝材料比及添加劑使用量均有明確地要求。此外，在滿足這些性能指標的基礎上，還要兼顧工程上的可操作性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于制備放射性廢物處理用包裝容器的混凝土，該混凝土具有輻射屏蔽性好、強度高的優點。

此外，本發明還提供一種上述混凝土的應用。

本發明通過下述技術方案實現：

一種用于制備放射性廢物處理用包裝容器的混凝土，所述混凝土包括以下組分：

骨料、膠凝材料、水和減水劑，所述骨料的配方如下：

由磁鐵礦砂與磁鐵礦碎石組成，其中，磁鐵礦砂所占骨料的質量百分比為30％-40％。

本發明所述骨料、膠凝材料、水和減水劑均為現有技術材料。所述減水劑為液態聚羧酸型減水劑，減水率為30％。

本發明通過將骨料的配方如下：

由磁鐵礦砂與磁鐵礦碎石組成，其中，磁鐵礦砂所占骨料的質量百分比為30％-40％，以上材料添加量在保證混凝土密度(≥4000kg/m³)及強度(≥60MPa)的情況下，仍具備較好地流動性，方便施工操作。

常規混凝土包裝容器試樣(100mm×100mm×100mm)養護28d抗壓強度約為45MPa；本方法制備的混凝土試樣(100mm×100mm×100mm)養護28d后抗壓強度為66.4MPa，明顯優于當前水平。機械強度的提高有利于廢物固化體的轉運和儲存。

混凝土密度直接影響包裝容器對放射性物質屏蔽的效果，按照本發明所述配方澆筑的混凝土最小干密度≥4000kg/m3，通常密度可達到4195.2kg/m³，而普通的混凝土的小干密度≥3750kg/m³。因此，本發明提高了混凝土對放射性物質的屏蔽效果。

同時，現有技術中，鉛和鋼材料的使用也能夠提高屏蔽效果，但是價格昂貴成本高，本發明所述混凝土在增強固化體密度，保證輻射屏蔽性能的基礎上，減少了鉛和鋼材料的使用，大大降低了產品成本。