本发明专利技术涉及一种牺牲混凝土，属于建筑施工技术领域。该混凝土由以下质量百分比的组份搅拌混合而成：满足标准要求的水泥10-18%，粉煤灰3-8%，硅粉1-3%，赤铁矿30-40%，硅石32-42%，水5-10%，减水剂0.1-0.5%。将这些组份按一定比例混合后制成的本发明专利技术牺牲混凝土可以通过各组份原有特性的有机结合，同时满足作为反应堆堆芯构筑材料的各项要求，并具有控制熔融氧化物扩散以及扩散时熔融物均质性的作用，可以在高温下与堆芯其它熔融物相互作用，初步改变熔融混合物的特性，以便氧化堆芯熔融物的高放射性成分，降低堆芯熔融物的温度，通过减少安全壳中产生的气体来减少安全壳内部压力的增加。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种牺牲混凝土，尤其是ー种硅铁牺牲混凝土，属于建筑施工
技术介绍
据申请人了解，第三代EPR核电站的反应堆堆芯装配有捕集器，其作用是将严重事故(尽管几率非常低)中的堆芯熔融物扩散到侧边大面积区域上，从而通过明显增加熔融物的表面/体积比，以及将堆芯熔融物转移到可冷却区域，避免反应堆堆芯熔融物把底板熔化而穿透底板造成环境核污染。为了表面溢流，并充分发挥捕集器冷却结构的作用，从熔融物的顶部、底部和周边进行骤冷，带走表面的衰变热，希望反应堆堆芯的构筑材料都能够在高温下熔融，并满足以下要求:A.必须有足够的稳定性以提供熔融物聚集所需的时间；B.分解产物应对熔融氧化物的扩散性能产生有利影响，并且使熔融物在开始扩散时处于均匀状态；C.由于熔融物一混凝土相互作用产生的气体额外増加了释放到核反应堆安全壳中的质量和能量，故混凝土分解产生的气体必须尽可能少；D.机械性能应不低于普通建筑用混凝土。实验性熔融氧化物试验显示，普通建筑用混凝土只能满足上述A和D条要求。因此现有混凝土无法满足上述要求，难以使捕集器发挥作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提供一种可以在高温下充分熔融的硅铁牺牲混凝土，从而使其构筑的核电站反应堆堆芯可以在一旦发生严重事故时，形成流动性良好的熔融物。通过这ー方式将堆芯熔融物转移至ー个冷却结构内，大幅度增加熔融物的表面/体积比。通过从熔融物顶部进行冲洗和急剧冷却，从而消除熔融物上表面衰变热；以及通过冷却堆心熔融物捕集器消除熔融物底部和侧面衰变热，避免反应堆堆芯熔融物把底板熔化而穿透底板造成环境核污染。为了达到上述目的，本专利技术的硅铁牺牲混凝土由以下质量百分比的组份搅拌混合而成:满足标准(《通用硅酸盐水泥》GB175-2007中P 1142.5)要求的水泥10-18% 粉煤灰3-8% 硅粉1-3% 赤铁矿30-40% 硅石32-42% 水5-10%减水剂0.1-0.5%。上述作为骨料的赤铁矿最好由粒径0-4mm的为23-33%和粒径4_8mm的5-15%组成，硅石最好由粒径0-4_的22-32%和粒径4-8_的6-16%组成。减水剂宜采用减水率大于25%的高效减水剂，例如聚羧酸系减水剂。牺牲混凝土的功能是与堆芯熔融物相互作用并改变混合物(堆芯熔融物+容器+牺牲混凝土)的特性。硅铁牺牲混凝土的目的是:在事故中聚集熔融物后将其排入扩散区；在限制熔融成分扩散范围的同时，使熔融物扩散以控制熔融物；其主要用于:降低氧化阶段密度，从而转化构成堆芯熔融物的氧化物和金属层；氧化液态熔融物中的高活性成分，特别是从燃料组件和包壳中析出的铀和锆锡合金；降低熔融物温度；通过减少气体(H2O和CO2)的产生来减低安全壳内压カ的增加。理论研究和实验表明，本 专利技术上述各组份中:硅粉，又叫硅灰，通常在エ业电炉高温熔炼エ业硅及硅铁的过程中随废气逸出的烟尘经捕集收集处理而成。主要为SiO2，颗粒非常细小，平均粒度几乎是纳米级，在混凝土中同时起填充材料和火山灰材料作用，可以大大降低水化浆体中的孔隙尺寸，改善孔隙分布，使混凝土强度提高，滲透性降低，并有助于提高耐久性指标。粉煤灰通常主要由玻璃体、莫来石、石英及少量其他矿物组成，是火力发电厂产生的エ业废渣,在混凝土中可以产生即“活性效应”、“滚珠效应”和“微集料效应”三种效应。“活性效应”是指粉煤灰中的活性成分铝硅玻璃体与水泥水化产生的Ca(OH)2发生二次反应生成水化硅酸钙等，消弱了 Ca (OH) 2在混凝土界面过渡层的结晶，大大降低了混凝土内部空隙率，改善了混凝土孔结构，提高了混凝土的強度和密实性。“滚珠效应”是指粉煤灰内大量的海绵玻璃体和铝硅酸盐玻璃微珠，其表面光滑，在混凝土内具有滚珠轴承作用，改善混凝土的工作性。“微集料效应”是指煤灰的微细颗粒填充到水泥颗粒之间的缝隙，改善了混凝土的微观结构，増加了混凝土的密实性。同时，粉煤灰微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之间，阻止了水泥颗粒粘聚，有利于混合物的水化，減少了用水量，使混凝土不离析、泌水減少，改善了混凝土的粘聚性和可泵性。总之，粉煤灰可改善混凝土的和易性和泵送性能，同时延长混凝土的凝结时间，降低水化热，減少收缩，提高混凝土的抗渗性能和后期抗冻性能等。减水剂(外加剂)是ー类分子中含有羧基接枝共聚物的表面活性剂，其中聚羧酸系减水剂是继萘系、三聚氰胺系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后的第三代高效减水齐U，其分子结构呈梳状，主链短，由含羧基的活性単体聚合而成，具有较高的空间位阻效应以及低掺量、高減水率、早期強度增长显著、保坍性能好、不缓凝、对混凝土的干缩影响较小、使用效果不受掺加顺序影响等诸多优点。作为赤铁矿主要成分的Fe2O3有利于对锆(Zr)和铀(U)的氧化，其反应副产品铁(Fe)不影响金属熔融物的热化学性能。此外，当熔化金属与消耗性氧化反应之后，剰余的Fe2O3在氧化熔融物中聚集成FeOx，X ^ 1，降低了液态温度并相应地降低了熔融物-混凝土相互作用所产生的温度。其通过减少辐射热损耗，在扩散过程中冷却熔融物的同时减少熔融物-混凝土相互作用中裂变产物的释放，对熔融物进入扩散区产生了正面影响。作为硅质骨料主要成分的SiO2在与熔融物混合后生成硅酸盐，减少了熔融物-混凝土相互作用池中裂变产物的释放，进ー步降低熔融物与水进行能量反应的活性并帮助维持同普通混凝土一祥的机械强度和分解性能。将这些组份按一定比例混合后制成的本专利技术牺牲混凝土可以通过各组份原有特性的有机结合，同时满足作为反应堆堆芯构筑材料的各项要求，并具有控制熔融氧化物扩散以及扩散时熔融物均质性的作用，可以在高温下与堆芯其它熔融物相互作用，初步改变熔融混合物的特性，以便氧化堆芯熔融物的高放射性成分，降低堆芯熔融物的温度，通过减少安全壳中产生的气体来减少安全壳内部压カ的增加。具体实施方式本专利技术具体实施的硅铁牺牲混凝土组份见下表权利要求1.一种硅铁牺牲混凝土，其特征在于由以下质量百分比的组份搅拌混合而成: 满足国标要求的水泥10-18%粉煤灰3-8%娃粉1_3% 赤铁矿30-40%娃石32-42%水5-10% 减水剂0.1-0.5%。2.根据权利要求1所述的硅铁牺牲混凝土，其特征在于:所述粉煤灰的烧失量≤1.5%。3.根据权利要求1所述的硅铁牺牲混凝土，其特征在于:所述硅粉中SiO2含量≥90%。4.根据权利要求1所述的硅铁牺牲混凝土，其特征在于:所述赤铁矿中Fe2O3含量≥ 90%o5.根据权利要求1所述的硅铁牺牲混凝土，其特征在于:所述硅石中SiO2含量≥83%。6.根据权利要求1所述的硅铁牺牲混凝土，其特征在于:所述减水剂的减水率大于25%。专利摘要本专利技术涉及一种牺牲混凝土，属于建筑施工
该混凝土由以下质量百分比的组份搅拌混合而成满足标准要求的水泥10-18%，粉煤灰3-8%，硅粉1-3%，赤铁矿30-40%，硅石32-42%，水5-10%，减水剂0.1-0.5%。将这些组份按一定比例混合后制成的本专利技术牺牲混凝土可以通过各组份原有特性的有机结合，同时满足作为反应堆堆芯构筑材料的各项要求，并具有控制熔融氧化物扩散以及扩散时熔融物均质性的作用，可以在高温下与堆芯其它熔融物相互作用，初步改变熔融混合物的特性，以便氧化堆芯熔融物的高放射性成分，降本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种硅铁牺牲混凝土，其特征在于由以下质量百分比的组份搅拌混合而成：满足国标要求的水泥 １０－１８％粉煤灰 ３－８％硅粉１－３％赤铁矿 ３０－４０％硅石 ３２－４２％水 ５－１０％减水剂 ０．１－０．５％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王龙，王存杰，沈益军，
申请(专利权)人：中国核工业华兴建设有限公司，
类型：发明
国别省市：84
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