CN111662049B - 一种高强水泥基放射性废物固化固定材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强水泥基放射性废物固化固定材料，其原料配比按重量计为：胶凝材料50～70％、骨料30～50％、偏高岭土0.5～20％、微珠0.1～15％，缓凝剂0.05～0.3％，早强剂0.01～0.4％，减水剂0.1～1.5％。本发明初始流动度大于320mm，30min后流动度大于260mm；常温条件下，1天抗压强度大于35MPa；24小时抗折强度大于10MPa，28天抗压强度大于110MPa，氯离子迁移电量小于1000C，长期耐久性好。符合EJ1186‑2005《放射性废物体和废物包的特性鉴定》性能指标，用于放射性废物的固化和固定，具有强度高、密封性好、体积稳定、长期耐久性好的特点。
Description
技术领域：
本发明属于放射性废物处置技术领域，具体涉及一种水泥基核废固化固 定材料。
技术背景：
伴随核工业的发展以及核电运装机容量加大，具有放射性的废物产出越 来越多，特别是对于中低放核废材料，一般用桶内固化固定措施，水泥基材 料作为固定材料常用于核废处理，国家核工业标准EJ1186-2005《放射性废物 体和废物包的特性鉴定》明确规定了核废固化固定材料的技术指标。但是通 常采用的水泥基材料往往不能满足上述指标，及时达到了技术要求，但是新 拌物的工作性和耐久性的矛盾仍是技术难题。因此需要满足核废固化固定要 求的高流动性、早强、高强、超密实性和耐久性等综合性能优良的材料迫在 眉睫。
本发明通过优选原材料和科学配比试验研究解决了上述问题，提出了一 种高强水泥基放射性废物固化固定材料。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种无泌水、无收缩、大流动性、高强度、高耐 久性的放射性废物固化固定材料。其基本性能有：初始流动度大于320mm， 30min后流动度大于260mm；常温条件下，1天抗压强度大于35MPa，24h抗 折强度大于10MPa，28天抗压强度大于100MPa，氯离子迁移电量小于1000C， 长期耐久性好。符合EJ1186-2005《放射性废物体和废物包的特性鉴定》性能 指标，用于放射性废物的固化和固定，具有强度高、密封性好、体积稳定、长期耐久性好的特点。
为达到上述目的，本发明采用以下述技术方案：
一种高强水泥基放射性废物固化固定材料，其特征在于原料组成为水泥 基胶凝材料、骨料、偏高岭土、微珠、早强剂、缓凝剂、减水剂，其原料配 比按重量计为：胶凝材料50～70％，骨料30～50％，偏高岭土0.5～20％，微珠 0.1～15％，缓凝剂0.05～0.3％，早强剂0.01～0.4％，减水剂0.1～1.5％，上述组 成和混合物用时，按照固体粉料∶水＝1∶0.12～0.16充分拌和形成粘稠状浆体即 可使用。
所述的胶凝材料为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、高贝利特硫铝酸盐水 泥，优选P.O52.5普通硅酸盐水泥，更优选P.I42.5硅酸盐水泥。
所述的骨料为金刚砂、石英砂、玄武岩砂、河砂等建筑用砂，优选粒径 为0.3～2mm的级配石英砂，更优选粒径为0.3～2mm的级配金刚砂。
所述的偏高岭土为在600℃～750℃下煅烧高岭土，细度在1000目以上， 优选6250目。
所述的微珠为粉煤灰微珠，粒度2微米至20微米。
所述的缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、葡萄糖、葡萄糖酸钠、白 糖、三聚磷酸钠中一种或两种以上的混合物。
所述的早强剂为碳酸锂、硝酸钙、硝酸钠、硫酸钠、甲酸钙中一种或两 种以上的混合物。
所述的减水剂为粉状萘系磺酸盐高效减水剂，氨基磺酸盐高效减水剂、 脂肪族减水剂、密胺系减水剂或聚羧酸系高效减水剂中的一种或几种组成， 优选聚羧酸系固体高效减水剂。
所述的一种高强水泥基放射性废物固化固定材料，是上述组分按照重量 计量胶凝材料50～70％，骨料30～50％，偏高岭土0.5～20％，微珠0.1～15％， 缓凝剂0.05～0.3％，早强剂0.01～0.4％，减水剂0.1～1.5％称量后混合均匀的固 体粉料，用时采用专用搅拌机，按照固体粉料∶水＝1∶0.12～0.16充分拌和形成 粘稠状浆体即可使用。
本发明如下显著优势：
1、使用方便：以干粉状产品提供，现场按照比例加水拌和即可，大流动度、 不离析分层、免振捣自密实、可灌注性好、无收缩，方便快捷。
2、高强度：1天抗压强度大于35MPa以上，24h抗折强度大于10MPa，28 天抗压强度大于100MPa。
3、耐久性好：该材料凝固后致密稳定，氯离子迁移电量小于1000C，远高 于EJ1186-2005《放射性废物体和废物包的特性鉴定》中规定的不大于2500C， 长期耐久性好。
4、用于放射性废物的固化和固定，具有强度高、密封性好、体积稳定的特 点。
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例一：
本超高强水泥基放射性废物固化固定材料原料组成配比按重量计为： P.I42.5硅酸盐水泥50％，0.3～2.0mm金刚砂40％，偏高岭土4.15％，微珠5％， 葡萄糖酸钠0.05％，硝酸钙0.5％，聚羧酸减水剂0.3％，称量后混合均匀，采 用砂浆搅拌机，按照固体粉料∶水＝1∶0.12充分拌和形成粘稠状浆体成型，标 准养护。按照EJ1186-2005《放射性废物体和废物包的特性鉴定》中规定测试： 初始流动度350mm，半小时后320mm，1天抗压强度45MPa，抗折强度10MPa， 28天抗压强度115MPa，氯离子迁移电量550C。
实施例二：
本超高强水泥基放射性废物固化固定材料原料组成配比按重量计为： P.O42.5普通硅酸盐水泥45％，0.3～2.0mm石英砂38％，偏高岭土5.5％，微珠 10.25％，柠檬酸0.05％，硝酸钠0.3％，萘系减水剂0.9％，称量后混合均匀， 采用砂浆搅拌机，按照固体粉料∶水＝1∶0.15充分拌和形成粘稠状浆体成型， 标准养护。按照EJ1186-2005《放射性废物体和废物包的特性鉴定》中规定测 试：初始流动度355mm，半小时后325mm，1天抗压强度35MPa，抗折强度 10MPa，28天抗压强度105MPa，氯离子迁移电量850C。
上述实施例只用以说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此 项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的 保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发 明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高强水泥基放射性废物固化固定材料，其特征在于，原料组成及配比按重量计如下：P.I42.5硅酸盐水泥50％，0.3～2.0mm金刚砂40％，偏高岭土4.15％，微珠5％，葡萄糖酸钠0.05％，硝酸钙0.5％，聚羧酸减水剂0.3％，称量后混合均匀，采用砂浆搅拌机，按照固体粉料：水＝1:0.12充分拌和形成粘稠状浆体成型，标准养护。
2.一种高强水泥基放射性废物固化固定材料，其特征在于，原料组成及配比按重量计如下：P.O42.5普通硅酸盐水泥45％，0.3～2.0mm石英砂38％，偏高岭土5.5％，微珠10.25％，柠檬酸0.05％，硝酸钠0.3％，萘系减水剂0.9％，称量后混合均匀，采用砂浆搅拌机，按照固体粉料：水＝1:0.15充分拌和形成粘稠状浆体成型，标准养护。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强水泥基放射性废物固化固定材料，其特征在于，偏高岭土为在600℃～750℃下煅烧高岭土，细度在1000目以上。
4.根据权利要求3所述的一种高强水泥基放射性废物固化固定材料，其特征在于，偏高岭土的细度为6250目。
5.根据权利要求1或2所述的一种高强水泥基放射性废物固化固定材料，其特征在于，微珠为粉煤灰微珠，粒度2微米至20微米。
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