[发明专利]防辐射混凝土组合物、制备方法及预制容器

说明书

本发明提供一种防辐射混凝土组合物、制备方法及预制容器，按重量份数计，包括如下组分：水泥100份；集料10～30份；玻璃微珠10～40份；纤维10～30份；掺合料5～40份；硅灰5～30份；扩孔硅藻土0.1～4份；高吸水性聚合物0.1～5份；外加剂0.1～10份；水20～40份。本发明力学性能佳、耐久性能好、热稳定性强、防辐射性能高，从而减小核废料贮存容器的壁厚和重量，提升核废料贮存容器的防辐射性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种防辐射混凝土组合物、制备方法及预制容器。

背景技术

核能是一种低碳环保的清洁能源。由于核能在发电过程中不产生二氧化硫、氮氧化物和细颗粒物等空气污染物，二氧化碳的产生量也远低于化石能源发电，因此在我国乃至世界的未来能源发展中仍然占据重要的地位和作用。

随着核能发电技术的不断发展，低、中放射性核废料的处置成为亟待解决的关键问题之一。目前学界的基本观点是，只要隔绝300年就足以使核废料放射性衰减到安全水平。无论是地表储库贮存、浅地层埋藏还是废弃矿井及洞穴埋藏，核废料均需密闭在贮存容器中以防对外界的放射污染和环境侵害。

目前，全世界核废料贮存容器所使用的材料主要有三类，分别是普通混凝土、纤维增强混凝土以及金属。其中，纤维增强混凝土鉴于其可靠的防辐射特性及可控的生产成本，目前被大范围应用在贮存容器建造中。但是，唯一的不足在于，使用纤维增强混凝土制造的贮存容器壁厚可达520mm，因此贮存容器在转移和运输方面的成本仍旧高昂。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种防辐射混凝土组合物、制备方法及预制容器，力学性能佳、耐久性能好、热稳定性强、防辐射性能高，从而减小核废料贮存容器的壁厚和重量，提升核废料贮存容器的防辐射性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种防辐射混凝土组合物，按重量份数计，包括如下组分：

优选地，所述水泥为硅酸盐水泥、高铝水泥、硫酸钡水泥、含硼水泥和锶硅酸盐水泥中的一种或它们的任意组合。

优选地，所述集料为石英砂、重晶石粉、蛇纹石粉、赤铁矿石粉、褐铁矿石粉、硼镁铁矿石粉、铬铁矿粉和方铅矿粉中的一种或它们的任意组合，所述集料的粒径为0.16mm～0.5 mm。

优选地，所述玻璃微珠为含铅玻璃微珠或含铬玻璃微珠，玻璃微珠的粒径为10μm～300 μm。

优选地，所述纤维为铅纤维、钢纤维、钛纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维中的一种或它们的任意组合。

优选地，所述掺合料为赤泥、铜矿渣粉、钢渣粉、铅锌矿粉、萤石粉、锌渣粉和火山岩粉中的一种或它们的任意组合，掺合料的比表面积≥300m²/kg。

优选地，所述硅灰的平均粒径为0.10μm～0.15μm，硅灰的比表面积≥15000m²/kg。

优选地，所述扩孔硅藻土为呈桶状或盘状的硅藻土经高温焙烧而成，扩孔硅藻土的比表面积≥600m²/kg。

优选地，所述高吸水性聚合物为聚丙烯酸类树脂和/或丙烯酰胺-丙烯酸共聚物。

优选地，所述外加剂为减水剂、膨胀剂、保水剂、增稠剂、减缩剂、憎水剂、可再分散乳胶粉、颜料和着色剂中的一种或它们的任意组合。

本发明还提供一种所述防辐射混凝土组合物的制备方法，包括步骤如下：

S1，启动搅拌机，将对应重量份数的水泥、集料、玻璃微珠、掺合料、硅灰、扩孔硅藻土和高吸水性聚合物投入搅拌机，搅拌机的搅拌时间为2～4min；