[发明专利]一种放射性固体废物处置用混凝土HIC的封盖密封材料

说明书

本发明提出了一种放射性固体废物处置用混凝土HIC的封盖密封材料，由胶凝材料、惰性材料、外加剂和水组成，胶凝材料包括占密封材料总质量百分比为以下的物质组成：硅酸盐水泥为32.5～32.7％，硅灰为1.79～1.82％，膨胀剂为1.79～1.82％；惰性材料包括占密封材料总质量百分比为以下的物质组成：硅微粉为7.2～7.3％，磨细石英砂为40～80目28.1～28.4％、80～120目18.7～18.9％；外加剂包括占密封材料总质量百分比为以下的物质组成：消泡剂为1.43～1.47‰；减水剂为9.05～10.8‰；缓凝剂为0.34～0.37‰；水与胶凝材料的质量比为0.25～0.3。本发明具有良好的工作性能、体积稳定性、力学性能和耐久性能，质量易控制，具有实用的推广作用。

技术领域

本发明涉及一种放射性固体废物处置用混凝土HIC的封盖密封材料。

背景技术

核能作为一种成本低廉，能量巨大的能源，正被世界各国关注。但是核废料的处置技术已经成为亟待解决的问题，我国目前大亚湾、田湾等多个机组乏燃料池已接近饱和。“十三五”规划中的相关项目的建设要求和“废旧放射源100％安全收储”的提法均充分体现了国家对核废料处理和核退役的重视。规划明确提出“加快建设早期核设施退役及历史遗留放射性废物处理处置工程，建设5座中低放射性废物处置场和1个高放射性废物处理地下实验室”。目前采取高整体容器放置固化的核废料，在干湿、冷热、盐腐蚀、冲击等环境条件下安全保存300年；该技术可以简化多重屏障，不用填埋地下，节约大量的土地资源。密封材料作为混凝土高整体容器(HIC)的一部分，在混凝土HIC中起固化容器和密封封盖的作用，故要求其具有良好的力学性能和耐候性能。而普通的水泥基复合材料(如普通混凝土或水泥砂浆)是非均质、多相无机脆性材料，而且这种多孔材料在外界侵蚀介质(如二氧化碳、氯离子、硫酸盐等)和贮存材料放射性侵蚀作用下，会加速破坏，缩短其使用寿命，因此难以满足使用寿命300年的耐久性要求。此外，由于放射性工程环境限制，密封材料除需要具备高强、微膨胀、高耐久、大流动度性能要求外，还需要具备超缓凝性能，即材料拌合制备后4小时以内流动性不显著退化，以满足放射性环境下无人工参与施工要求。

文献《混凝土高整体容器(HIC)用密封材料耐久性及渗透性研究》采用有机聚合物环氧乳液对水泥基材料进行改性制备混凝土HIC用密封材料，利用聚合物乳液的成膜能力封闭孔隙以提高其耐久性(抗冻性能、抗硫酸盐侵蚀性能、碳化性能、耐辐照性能及渗透性能)。有机环氧乳液增加密封材料粘度、劣化密封材料流动密实性能，且不易分散均匀，材料施工工艺较为复杂。