[发明专利]一种乏燃料干式贮存容器用混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种乏燃料干式贮存容器用混凝土及其制备方法，所述的混凝土包括胶凝材料、细集料、粗集料、水、复合纤维和减水剂；制备方法包括，将所述的粗集料、细集料和复合纤维进行第一搅拌，得到第一中间体，向所述的第一中间体中加入所述的胶凝材料，并进行第二搅拌，得到第二中间体；向所述的第二中间体中加入所述的减水剂和水，并进行第三次搅拌，即得到所述的乏燃料干式贮存容器用混凝土。本发明提供的乏燃料干式贮存容器用混凝土，同时具有很强的耐辐射、耐高温和耐火性能，符合乏燃料干式贮存容器对其制备原料的要求。

技术领域

本申请涉及核电产业领域，具体涉及一种乏燃料干式贮存容器用混凝土及其制备方法。

背景技术

随着全球核电产业的快速发展，在建和在运机组逐渐增多，从堆芯卸出的高放射性乏燃料的综合处理问题变的日益突出。根据IAEA的统计，到目前为止全球核电厂已经产生了超过35万吨的乏燃料，预计到2020年全球乏燃料量将达到44.5万吨。目前乏燃料的处理方式分为湿法贮存和干式贮存两种，湿法贮存即水池储存，我国乏燃料主要采取湿法贮存处置方法，但现有的贮存水池已经接近饱和，不能满足日益增加的乏燃料处置需求；干式贮存的贮存容器为金属容器或混凝土容器，外部通过金属或者混凝土来提供放射性屏蔽，内部通过自然或强制性流动气体来冷却乏燃料。由于乏燃料干式贮存处置方法具有贮存灵活性强、运行管理与监控简单、无二次核废料、维护成本低、操作与及安全性强的优势，已经在国际上被大力发展使用。

在乏燃料干式贮存处置方法中，以混凝土容器的成本最低。由于乏燃料干式贮存用混凝土长期处于内部辐照及高温、外部腐蚀性介质侵蚀及环境作用的协同作用，对混凝土在设计年限内综合性能的长期稳定是巨大的挑战。而目前市面上乏燃料干式贮存用混凝土的综合性能仍有待提高，提供一种既耐高辐照、长期高温和外部腐蚀，又能保持自身力学性能稳定的混凝土具有非常显著的现实意义、经济效益和社会效益。

发明内容

本申请通过提供一种乏燃料干式贮存容器用混凝土及其制备方法，解决了现有技术中乏燃料干式贮存容器用混凝土综合性能低的问题，本申请提供的乏燃料干式贮存容器用混凝土既耐高辐照、长期高温和外部腐蚀，又能保持自身力学性能稳定。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本发明提出的一种乏燃料干式贮存容器用混凝土，所述的混凝土包括胶凝材料、细集料、粗集料、水、复合纤维和减水剂；其中，所述胶凝材料为水泥，或水泥与活性粉体的混合物；所述的乏燃料干式贮存容器用混凝土的各组分的配比为：水泥150-360kg/m³、活性粉体0-330kg/m³、细集料450-640kg/m³、粗集料832-1024kg/m³、水66-150kg/m³，复合纤维的体积掺量为所述的混凝土总体积的0.3％-2.5％，减水剂的质量掺量为所述的混凝土总质量的1.5％-2.5％。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的一种乏燃料干式贮存容器用混凝土，其中所述的性粉体为硅灰、矿渣粉或粉煤灰中的一种或多种。

优选的，前述的一种乏燃料干式贮存容器用混凝土，其中所述的水泥为P.I.型、P.II.型或P.S.型水泥中的一种或多种，所述水泥的强度等级不低42.5。

优选的，前述的一种乏燃料干式贮存容器用混凝土，其中所述的细集料为普通河砂，所述细集料的细度模数为2.60-3.20。

优选的，前述的一种乏燃料干式贮存容器用混凝土，其中所述的粗集料为花岗岩类、石灰岩类、玄武岩类或含硼类碎石中一种或多种，所述粗集料的颗粒级配为5-10mm和10-20mm级配，且最大粒径不超过20mm。