專(zhuān)利名稱(chēng):一種硅石犧牲混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種犧牲混凝土，尤其是一種硅石犧牲混凝土，屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
據(jù)申請(qǐng)人了解，第三代EPR核電站的反應(yīng)堆堆芯裝配有捕集器，其作用是將嚴(yán)重事故(盡管幾率非常低)中的堆芯熔融物擴(kuò)散到側(cè)邊大面積區(qū)域上，從而通過(guò)明顯增加熔融物的表面/體積比，以及將堆芯熔融物轉(zhuǎn)移到可冷卻區(qū)域，避免反應(yīng)堆堆芯熔融物把底板熔化而穿透底板造成環(huán)境核污染。
為了表面溢流，并充分發(fā)揮捕集器冷卻結(jié)構(gòu)的作用，從熔融物的頂部、底部和周邊進(jìn)行驟冷，帶走表面的衰變熱，希望反應(yīng)堆堆芯的構(gòu)筑材料都能夠在高溫下熔融，并滿(mǎn)足以·下要求
A.必須有足夠的穩(wěn)定性以提供熔融物聚集所需的時(shí)間；
B.分解產(chǎn)物應(yīng)對(duì)熔融氧化物的擴(kuò)散性能產(chǎn)生有利影響，并且使熔融物在開(kāi)始擴(kuò)散時(shí)處于均勻狀態(tài)；
C.由于熔融物-混凝土相互作用產(chǎn)生的氣體額外增加了釋放到核反應(yīng)堆安全殼中的質(zhì)量和能量，故混凝土分解產(chǎn)生的氣體必須盡可能少；
D.機(jī)械性能應(yīng)不低于普通建筑用混凝土。
實(shí)驗(yàn)性熔融氧化物試驗(yàn)顯示，普通建筑用混凝土只能滿(mǎn)足上述A和D條要求。因此現(xiàn)有混凝土無(wú)法滿(mǎn)足上述要求，難以使捕集器發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以在高溫下充分熔融的硅石犧牲混凝土，從而使其構(gòu)筑的核電站反應(yīng)堆堆芯可以在一旦發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，形成流動(dòng)性良好的熔融物。通過(guò)這一方式將堆芯熔融物轉(zhuǎn)移至一個(gè)冷卻結(jié)構(gòu)內(nèi)，大幅度增加熔融物的表面/體積比。通過(guò)從熔融物頂部進(jìn)行沖洗和急劇冷卻，從而消除熔融物上表面衰變熱；并通過(guò)冷卻堆心熔融物捕集器消除熔融物底部和側(cè)面衰變熱，避免反應(yīng)堆堆芯熔融物把底板熔化而穿透底板造成環(huán)境核污染。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的硅石犧牲混凝土由以下質(zhì)量百分比的組份攪拌混合
而成
滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)(《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007中P . 1142. 5 )要求的水泥10-18%
粉煤灰3-8%
硅粉1-3%
硅石65-80%
水5-10%
減水劑O. 1-0. 5%。
上述作為骨料的硅石最好粒徑0-4毫米50-60%，粒徑4_8毫米15_25%。減水劑宜采用減水率大于25%的高效減水劑，例如聚羧酸系減水劑。
·[0013]犧牲混凝土的功能是與堆芯熔融物相互作用，并改變混合物(堆芯熔融物+容器+犧牲混凝土)的特性。硅石犧牲混凝土的目的在于限制熔融成分?jǐn)U散范圍的同時(shí)，通過(guò)達(dá)到有利于熔融物擴(kuò)散的性能以控制熔融物；其主要作用是降低氧化階段密度，從而轉(zhuǎn)化構(gòu)成堆芯熔融物的氧化物和金屬層；降低熔融物溫度；通過(guò)減少氣體(H2O和CO2)的產(chǎn)生來(lái)減低安全殼內(nèi)壓力的增加。
理論研究和實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明上述各組份中
硅粉，又叫硅灰，通常在工業(yè)電爐高溫熔煉工業(yè)硅及硅鐵的過(guò)程中隨廢氣逸出的煙塵經(jīng)捕集收集處理而成。主要為SiO2，顆粒非常細(xì)小，平均粒度幾乎是納米級(jí)，在混凝土中同時(shí)起填充材料和火山灰材料作用，可以大大降低水化漿體中的孔隙尺寸，改善孔隙分布，使混凝土強(qiáng)度提高，滲透性降低，并有助于提高耐久性指標(biāo)。
粉煤灰通常主要由玻璃體、莫來(lái)石、石英及少量其他礦物組成，是火力發(fā)電廠產(chǎn)生的工業(yè)廢渣,在混凝土中可以產(chǎn)生即“活性效應(yīng)”、“滾珠效應(yīng)”和“微集料效應(yīng)”三種效應(yīng)?！盎钚孕?yīng)”是指粉煤灰中的活性成分鋁硅玻璃體與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2發(fā)生二次反應(yīng)生成水化硅酸鈣等，消弱了 0&(0!1)2在混凝土界面過(guò)渡層的結(jié)晶，大大降低了混凝土內(nèi)部空隙率，改善了混凝土孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性。“滾珠效應(yīng)”是指粉煤灰內(nèi)大量的海綿玻璃體和鋁硅酸鹽玻璃微珠，其表面光滑，在混凝土內(nèi)具有滾珠軸承作用，改善混凝土的工作性。“微集料效應(yīng)”是指煤灰的微細(xì)顆粒填充到水泥顆粒之間的縫隙，改善了混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，增加了混凝土的密實(shí)性。同時(shí)，粉煤灰微細(xì)顆粒均勻分布在水泥顆粒之間，阻止了水泥顆粒粘聚，有利于混合物的水化，減少了用水量，使混凝土不離析、泌水減少，改善了混凝土的粘聚性和可泵性。總之，粉煤灰可改善混凝土的和易性和泵送性能，同時(shí)延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，降低水化熱，減少收縮，提高混凝土的抗?jié)B性能和后期抗凍性能
坐寸ο
減水劑(外加劑)是一類(lèi)分子中含有羧基接枝共聚物的表面活性劑，其中聚羧酸系減水劑是繼萘系、三聚氰胺系、脂肪族系和氨基磺酸鹽系減水劑之后的第三代高效減水齊U，其分子結(jié)構(gòu)呈梳狀，主鏈短，由含羧基的活性單體聚合而成，具有較高的空間位阻效應(yīng)以及低摻量、高減水率、早期強(qiáng)度增長(zhǎng)顯著、保坍性能好、不緩凝、對(duì)混凝土的干縮影響較小、使用效果不受摻加順序影響等諸多優(yōu)點(diǎn)。[0018]作為硅質(zhì)骨料主要成分的SiO2在與熔融物混合后生成硅酸鹽，減少了熔融物-混凝土相互作用池中裂變產(chǎn)物的釋放，進(jìn)一步降低熔融物與水進(jìn)行能量反應(yīng)的活性并幫助維持同普通混凝土一樣的機(jī)械強(qiáng)度和分解性能。
將這些組份按一定比例混合后制成的本發(fā)明犧牲混凝土可以通過(guò)各組份原有特性的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)滿(mǎn)足作為反應(yīng)堆堆芯構(gòu)筑材料的各項(xiàng)要求，并具有控制熔融氧化物擴(kuò)散以及擴(kuò)散時(shí)熔融物均質(zhì)性的作用，可以在高溫下與堆芯其它熔融物相互作用，初步改變?nèi)廴诨旌衔锏奶匦?，以便氧化堆芯熔融物的高放射性成分，降低堆芯熔融物的溫度，通過(guò)減少安全殼中產(chǎn)生的氣體來(lái)減少安全殼內(nèi)部壓力的增加。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明具體實(shí)施的硅石犧牲混凝土組份見(jiàn)下表
權(quán)利要求
1.一種犧牲混凝土，其特征在于由以下質(zhì)量百分比的組份攪拌混合而成 滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求的水泥10-18%粉煤灰3-8%娃粉1_3%娃石65-80%水5-10% 減水劑O. 1-0. 5% ； 所述硅石粒徑0-4毫米50-60%，4〈粒徑< 8毫米15-25%，所述減水劑的減水率大于25%。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的犧牲混凝土，其特征在于所述粉煤灰的燒失量<I. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的犧牲混凝土，其特征在于所述硅粉中SiO2含量>90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的犧牲混凝土，其特征在于所述硅石中SiO2含量>83%。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及一種犧牲混凝土，屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域：
。該混凝土由以下質(zhì)量百分比的組份攪拌混合而成滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的水泥10-18%，粉煤灰3-8%，硅粉1-3%；硅石65-80%，水5-10%，減水劑0.1-0.5%。將這些組份按一定比例混合后制成的本發(fā)明犧牲混凝土可以通過(guò)各組份原有特性的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)滿(mǎn)足作為反應(yīng)堆堆芯構(gòu)筑材料的各項(xiàng)要求，并具有控制熔融氧化物擴(kuò)散以及擴(kuò)散時(shí)熔融物均質(zhì)性的作用，可以在高溫下與堆芯其它熔融物相互作用，初步改變?nèi)廴诨旌衔锏奶匦?，以便氧化堆芯熔融物的高放射性成分，降低堆芯熔融物的溫度，通過(guò)減少安全殼中產(chǎn)生的氣體來(lái)減少安全殼內(nèi)部壓力的增加。
文檔編號(hào)C04B28/00GKCN102344269 B發(fā)布類(lèi)型授權(quán) 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N 201110177427
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年6月28日
發(fā)明者王龍, 王存杰, 沈益軍 申請(qǐng)人:中國(guó)核工業(yè)華興建設(shè)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan