核废料固化桶用钢纤维活性粉末混凝土性能研究

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发布时间：2021-09-16

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核废料固化桶用钢纤维活性粉末混凝土性能研究
江晓君，严云1,2，胡志华1,2
(1．西南科技大学材料学院，绵阳，621010；2．四川省先进建筑材料实验室，绵阳621010)
摘要：高强高韧的纤维活性粉末混凝土(RPC)作为核废料固化桶的原材料具有很好的发展前景。为改善RPC
韧性较差的缺点，研究了钢纤维掺量对RPC力学性能及弯曲韧性性能的影响。试验结果表明．钢纤维的加入能够大
大提高RPC的力学性能及弯曲韧性，使RpC 能更好地满足核废料固化桶材料的要求
关键词：核废料固化桶；RPC(活性粉末混凝土)；弯曲韧性；抗压强度；抗折强度
Abstract：As one raw material of container for storage of radioactive wastes，fiber reinforced high—strength and high—
toughhess reactive powder concrete (RPC)has a good prospect．To improve the shortcoming of bad toughness of RPC，the
efects of steel fiber dosage on the mechanical performances and flexural toughness are researched．The experimental
results indicate that the mechanical performances and flexural toughness of RPC can be enhanced greatly by adding the
steel fiber，which makes RPC satisfy the requirement of container for storage of radioactive wastes better．
Keyword：Container for storage of radioactive wastes；RPC (Reactive Powder Concrete)；Flexural toughness；
Compressive strength；Flexural strength
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2011)04—50一O4
0 前言
近20年来．我国的核电事业飞速发展．有力地
推动了我国的建设事业．但同时也产生了大量的核
废料．这些核废料若处置不当就会对环境和人体健
康造成很大危害f11。
核废料固化桶是处理中低放射性核废料的常
用方式。因为核废料具有强放射性的特点，我国现
行标准EJ914—2002(低、中水平放射性固体废物混
凝土容器》规定：固化桶用混凝土必须具有很高的
强度和抗渗性能。鲍国强等人圆的研究表明，以基本
配合比制成的混凝土能满足核废料固化桶对强度
及耐久性的要求．但是。基本配合比的混凝土强度
有限，同时核废料固化桶对尺寸精度要求较高。普
通混凝土在这方面较难达到要求l引。
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简
称RPC)是一种新型超高强度和高性能水泥基复合
材料．1993年由法国BOUYGUES公司研发成功。
RPC自问世以来。由于其优良的物理力学性能，在
土木建筑、水利、矿山、桥梁以及军事工程等领域得
到了迅速的发展和应用。RPC通过剔除粗骨料、降
低水灰比、加压加热等措施，改善了水泥基体界面
的性质。增加了水泥基的反应活性，使混凝土材料
具备了超高强和低渗透率的性能。但是，RPC混凝
土的韧性较差，不利于在核废料固化桶方面的应
基金项目：国家科技攻关计划项目(2006BAF02A24)。
一50一
用。
本文通过掺入钢纤维的方式来改善RPC的韧
性，试验研究了钢纤维掺量对RPC力学性能及弯曲
韧性的影响，使其能满足核废料固化桶对混凝土材
料的性能要求。
1 原材料及测试方法
1．1 原材料
(1)水泥
选用P·O 42．5R级普通硅酸盐水泥，R3d=25．5
MPa，R28d=48．6MPa，化学组成见表1。
(2)粉煤灰
选用四川某电厂的Ⅲ级粉煤灰经筛分所得，粒
径45～80／xm：超细粉煤灰为I级粉煤灰经实验室振
动磨粉磨40min所得，粒径约6．341~m，粉煤灰的化
学组成见表1。
(3)硅灰
所选硅灰SiO：含量约为92％，平均粒径O．2
Ixm，比表面积1．8x104m2／kg，化学组成见表1。
(4)砂
选用石英砂，分别过630trm和801xm方孔筛，
使其粒径分布在80 6301xm范围内。平均粒径为
2501xm，SiO2含量大于99％。
(5)减水剂
KJ—JS50聚羧酸型高效减水剂，棕红色液体，固
含量50％，减水率>30％。