[发明专利]一种用于堆芯捕集器的牺牲混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开一种用于堆芯捕集器的牺牲混凝土及其制备方法，该牺牲混凝土的主要组成为：水泥575∽625份、石英砂1200∽1300份、赤铁矿石700∽800份、水200∽220份、减水剂7∽10份、氧化锶0∽10份。本发明制备工艺简单，采用常规的搅拌技术即可制备出流动性、强度、耐高温性能优良的牺牲混凝土。本发明制备的牺牲混凝土能够减小放射性物质⁸⁹Sr和⁹⁰Sr的释放量，从而能够提高严重事故情况下核电站的安全性。本发明制备的牺牲混凝土不仅可以用于目前第三代核电站的堆芯捕集器中，还可以用于未来第四代核电站的堆芯捕集器中，具有广泛的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种核电材料，尤其涉及一种用于堆芯捕集器的牺牲混凝土及该材料的制备方法。

背景技术

在现代核电工程中，采用堆芯捕集器能够为核电站提供额外的保护屏障，从而提高核电站的安全性。在严重核电事故情况下，容器内堆芯捕集器主要用来接收、局部化和冷却堆芯熔融物。牺牲混凝土是堆芯捕集器的主要组成部分，该材料在堆芯熔融物的冷却和局部化过程中发挥了重要作用。虽然目前国内外都有一定数量的文献披露了牺牲混凝土的制备技术，但采用目前技术制备的牺牲混凝土具有耐高温性能差的问题。在严重核电事故情况下，堆芯熔融物的温度能够达到3000℃以上，所以牺牲混凝土的使用环境温度非常高。如果牺牲混凝土的耐高温性能差，在高温中作用下导致其残余抗压强度降低，缩短其服役寿命。此外，牺牲混凝土的耐高温性能差还会导致其内部孔隙率增大，进而导致其熔蚀速率大，从而导致严重核电事故情况下放射性物质泄漏的风险增大。

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于堆芯捕集器的牺牲混凝土及其制备方法。

技术方案：为了实现上述目的，本发明公开一种用于堆芯捕集器的牺牲混凝土及其制备方法，该牺牲混凝土主要由以下重量份比例的原材料制备而成：

水泥份、石英砂份、赤铁矿石份、水份、减水剂份、氧化锶份。

所述的水泥为铝酸盐水泥，其Al₂O₃含量大于等于75％，SiO₂含量小于等于0.5％。

所述的石英砂为高品质石英粉，其SiO₂含量大于等于99％，粒径为

所述的赤铁矿石为高品质赤铁矿石，其Fe₂O₃含量大于等于92％，其粒径为

所述的水为自来水或饮用水，符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)的要求。

所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂，外观呈无色至浅黄色，密度为以质量分数计其固含量大于等于40％，pH值为4±2，减水率大于等于30％。

所述的氧化锶呈粉末状，其SrO含量大于等于95％。

所述的一种用于堆芯捕集器的牺牲混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)取水泥、石英砂、氧化锶，混合均匀得到混合材料M1；

(2)将赤铁矿石加入上述混合材料M1中，进行搅拌后得到均匀混合材料M2；

(3)向上述均匀混合材料M2中加入水和减水剂二者的混合溶液，进行搅拌后得到均匀混合材料M3，然后进行成型养护，即可得到所述的用于堆芯捕集器的牺牲混凝土。

步骤(1)中，将水泥、石英砂、氧化锶加入强制式单卧轴混凝土搅拌机，选择搅拌速度为转/分钟，混合时间为分钟，得到混合材料M1；

步骤(2)中，赤铁矿石加入上述混合材料M1中，混合时间为分钟，得到混合材料M2；