模擬低中放含硼廢樹脂水泥固化性能及機理研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展與社會的進步，人類對能源的需求量日益增長，核能作為一種清潔能源有效的緩解了世界的能源危機，但與此同時也產(chǎn)生了大量的核廢料，對環(huán)境造成了一定的壓力。水泥固化技術(shù)是放射性廢物處理中一種比較常見的處理方式，具有實施方便、投資小、固化效率高等優(yōu)點。采用傳統(tǒng)的水泥固化，往往存在水灰比過大，固化體不夠密實；樹脂包容量小，造成固化體增容比較明顯；水化熱太大不利于大體積澆筑固化體以及樹脂中的其它雜質(zhì)離子對水泥性能造成影響等問題。
　

2、　本研究以堿礦渣水泥為研究基礎(chǔ)，摻加適量的外加劑優(yōu)化出一組基于大體積澆注的模擬低中放含硼廢樹脂水泥固化配方和固化工藝流程，滿足大體積水泥固化的施工要求和固化體性能穩(wěn)定性，同時對Cs+離子的固化機理進行研究，從而為實際工程中處理放射性廢棄物提供理論依據(jù)。
　　本文的主要研究工作及結(jié)論：
　　1、研究了堿礦渣水泥的凈漿特性
　　堿礦渣水泥的凝結(jié)時間隨激發(fā)劑種類和摻量的不同而不同，隨著氫氧化鈉或者硅酸鈉水玻璃摻量的增加，凝結(jié)

3、時間逐漸減小，同時凝結(jié)時間還隨著水玻璃模數(shù)的增加而逐漸縮短。沸石粉會顯著的增加堿礦渣水泥的用水量，從抗壓強度角度來看，沸石粉在堿礦渣水泥中的最佳摻量為10％，20％的沸石粉摻量對堿礦渣水泥凈漿的抗壓強度損失較小。從抗壓強度來看，堿激發(fā)水泥的最佳水灰比為0.38。KH-5型聚羧酸減水劑對堿礦渣水泥流動度沒有什么影響，而NS減水劑的摻量應該控制在10‰以內(nèi)，當摻量在4‰-8‰時，水泥凈漿流動度增長比較快，超過這個范圍，流動度增長效果降低。通

4、過初步的優(yōu)化，選擇模數(shù)為1.4、摻量6％的硅酸鈉水玻璃作為激發(fā)劑，沸石粉摻量為20％，采用摻量在10‰以內(nèi)的NS減水劑作為固化基體材料配比。
　　2、研究了模擬低中放含硼放射性廢樹脂的水泥固化配比和固化工藝
　　在滿足國家標準GB14569.1-2011規(guī)定的固化體性能的基礎(chǔ)上，優(yōu)化出了堿礦渣水泥固化模擬含硼廢樹脂的配合比為：硅酸鈉水玻（璃模數(shù)為1.4，摻量為6％），沸石粉20％，水灰比0.42，減水劑摻量5‰，樹脂包容量6

5、0％（質(zhì)量比），硅灰5％-8％；硅酸鈉水玻（璃模數(shù)為1.4，摻量為6％），沸石粉20％，水灰比0.42，減水劑摻量5‰，樹脂包容量60％（質(zhì)量比），石灰0-5％。從凝結(jié)時間和流動度的角度出發(fā)，采用儲桶內(nèi)混合工藝比較適合，對于大體積澆筑固化模擬放射性含硼廢樹脂，必須采用緩凝劑來調(diào)節(jié)凝結(jié)時間。
　　3、研究了Cs+離子在堿礦渣水泥固化中的固化機理
　　分別運用XRD、SEM-EDS、壓汞等測試分析方法研究了水泥水化產(chǎn)物和外加劑對