放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器及其制备方法【技术领域】，具体地说是一种实现对核废料等放射性物质进行地面或半地下处理的放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器及其制备方法。[0003]传统的核废料盛装与处置技术往往基于“多重屏障”的原理，利用钢结构或钢筋混凝土结构及其复合结构作为“缓冲材料”对核废料的放射性进行屏蔽，然后利用深埋的方式进行处置，因此这种工艺存在处置单元过大、无法进行安全监控的致命缺陷，而且传统的核废料混凝土或纤维增强混凝土容器存在着韧性不足、服役寿命短等缺陷。高整体性容器技术可以将固化后的核废料直接放置在容器中，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。[0004]有鉴于上述现有的存放放射性物质的容器在使用中存在的诸多问题和缺陷，本发明人及加以研究和创新，最终发明了一种新颖的放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器及其制备方法，使其处理技术实现了更新换代，且更加具有实用性。
[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器，具有耐腐蚀、强度高、使用寿命长的特点，实现了核废料等放射性物质的地表或半地下处理，大大降低了处理费用。[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案:[0007]放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器，包括由掺有减水剂和混杂纤维的混凝土浇筑而成主体和盖体，混凝土由凝胶材料、骨料和水组成，其特征在于，其中
[0008]混凝土的密度按2400kg/m3计算,每立方米混凝土中胶凝材料为450~550kg ；
[0009]胶凝材料由如下原料按质量百分比组成:水泥45~70%，硅灰2.0~7.0%，矿渣25~40%，粉煤灰3.0~8.0% ；
[0010]水与胶凝材料的质量比(水胶比)为0.25~0.35:1 ;[0011]骨料由砂和石子组成，砂率(砂占骨料的质量百分比)为35~43% ；
[0012]减水剂的掺量为胶凝材料总质量的1.0~2.0% ；
[0013]混杂纤维的掺量为混凝土总体积的0.5~1.5%。
[0014]作为优选，所述胶凝材料由如下原料按质量百分比组成:水泥51~69%，硅灰3~6%,矿渣30~35%，粉煤灰5~7%。
[0015]作为优选，所述石子的颗粒级配为5mm~IOmm和IOmm~20mm 二级配,其中最大粒径不超过20mm。
[0016]作为优选，所述砂的细度模数为2.60。
[0017]作为优选，所述水泥采用P.1型水泥，强度标号不低42.5。
[0018]作为优选，所述减水剂为液态聚羧酸型减水剂，减水率为30%，
[0019]作为优选，所述砂率为35%。
[0020]作为优选，所述混杂纤维由钢纤维、碳纤维和非晶合金纤维混合而成，其中钢纤维直径为0.18mm~0.23mm,长度为12mm~14mm,掺量为混凝土总体积的0.3%~1.3% ;碳纤维直径为7微米μ m,长度为5~8mm，掺量为混凝土总体积的0.05%~0.1% ;非晶合金纤维为5~20mm，宽度为1mm，厚度为24mm，掺量为混凝土总体积的0.05%~0.1%。。
[0021]本发明的另一目的为提供一种上述放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器的制备方法，以制得耐腐蚀、强度高、使用寿命长的存放放射性物质的存储器。实现该目的的技术方案如下:`
[0022]放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器的制备方法，包括如下步骤:
[0023]a.将上述任一所述的放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器的原料提前一天放于20度的成型室内；
[0024]b.投料程序按石子一混杂纤维一砂一胶凝材料的顺序投于料斗，首先在搅拌机里干拌I~2min,再加水湿拌3min,总搅拌时间控制在6min内，然后烧筑成型；
[0025]c.在温度20°C ±2°C、相对湿度95%RH以上的条件下进行养护。
[0026]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0027]本发明的放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器在物理性质、机械强度、耐辐射性、抗冻性能、化学稳定性等方面均保证了其在地表或半地下处理核废料等放射性物质时的安全性能。本发明的放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器保证了放射性物质在衰变至无害前的完整性，实现了核废料等放射性物质的地表或半地下处理，达到节省处理费用。混杂纤维的使用可充分利用不同类型纤维的优点，如钢纤维对混凝土的高增韧效果、碳纤维的抗裂性能及非晶合金纤维的抗腐蚀性能，从而使混凝土在保持本身优异性能的同时，也吸引了诸多纤维的优良特征。

[0028]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0029]实施例一:
[0030]放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器，由下述原料组成的混凝土浇筑而成，其中水泥360kg，硅灰45kg，矿渣165kg，粉煤灰30kg，水168kg，砂574kg，石子1067kg，钢纤维39kg，碳纤维0.85kg，非晶合金纤维7.1kg,减水剂12kg。其中混杂纤维可以根据确定的掺入体积和已知的密度换算得到相应的质量。
[0031]将上述任一所述的放射性物质处置用混杂纤维增强混凝土高整体容器的原料提前一天放于20°C的成型室内；投料程序按石子一混杂纤维一砂一胶凝材料的顺序投于料斗，首先在搅拌机里干拌I~2min,再加水湿拌3min,总搅拌时间控制在6min内，然后烧筑成型；在温度20°C ±2°C、相对湿度95%RH以上的条件下进行养护。
[0032]石子的颗粒级配为5mm~IOmm和IOmm~20mm二级配,其中最大粒径不超过20mm,其它指标满足JGJ52-2006的要求。
[0033]砂采用普通黄砂，细度模数为2.60，其它指标满足JGJ52-2006的要求。
[0034]水泥采用P.1型水泥，强度标号不低42.5。
[0035]矿渣为S95级，满足GB/T18046-2008的要求。
[0036]硅灰满足GB/T18736-2002的要求。
[0037]粉煤灰为一级粉煤灰，满足GB/T1596-2005的要求。
[0038]水采用普通自来水，其它指标需满足JGJ63-2006的要求。
[0039]减水剂为液态聚羧酸型减水剂，减水率为30%。
[0040]混杂纤维从材料上分别属于碳钢纤维、非晶合金纤维和碳纤维的复合使用。
[0041]实施例二:
[0042]本实施例与实施例一的不同在于原料的变化。其中水泥330kg，硅灰20kg，矿渣200kg，粉煤灰50kg，水150kg，砂574kg，石子1067kg，钢纤维78kg，碳纤维0.85kg，非晶合金纤维7.1kg,减水剂13.8kg。
[0043]实施例三:
[0044]本实施例与实施例一的不同在于原料的变化。其中310kg，硅灰30kg，矿渣190kg，粉煤灰40kg,水145kg,砂574kg,石子1067kg,钢纤维101.4kg,碳纤维1.7kg,非晶合金纤维7.1kg，减水剂15kg。
[0045]上述实施例的各项性能的测试结果见下表1。表1本发明的存储器的指标要求及测试结果