在核電工業(yè)迅速發(fā)展的過程中,核廢液處置問題日益凸顯。水泥固化技術(shù)憑借其高效的廢液固化能力和簡易的工藝操作與設備要求,常常被應用于中低放射性核廢液的處置過程。我國壓水堆核電站常用硼酸控制核反應速率,故而核廢液中常含有大量硼酸鹽,而硼酸鹽類物質(zhì)在水泥中常用作為緩凝劑,延緩水泥的水化進程,嚴重影響水泥固化體的性能,現(xiàn)有水泥固化技術(shù)無法滿足高硼核廢液處置需求。因此,本文采用合理的技術(shù)手段表征硫鋁酸鹽水泥在硼溶液中的水化行為,提出水泥高效固化高硼核廢液技術(shù)配方,使其滿足水泥固化體的性能指標。課題以硫鋁酸鹽水泥作為水泥基膠凝材料,研究總結(jié)了硫鋁酸鹽水泥在硼溶液中的水化規(guī)律:水化反應生成層狀無定形硼鈉鈣石,裹覆水泥顆粒表面阻礙水化;氫氧化鈣可以調(diào)節(jié)該水化過程中離子環(huán)境,抑制層狀硼鈉鈣石的生成,加快硫鋁酸鹽水泥在硼溶液中的水化速率,水泥固化體28d抗壓強度可達25MPa。此外,論文通過使用不同外加劑即碳酸鈉、鎂鋁層狀雙氫氧化物和偏硅酸鈉等調(diào)節(jié)固化體的耐久性,經(jīng)水浸泡42d后強度損失為9.36%,5次凍融循環(huán)后強度損失為4.72%。論文采用XRD,FTIR,TG-DTG,SEM,EPMA,微量熱等技術(shù)手... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

水泥及熟料的XRD衍射圖譜

14圖2-2樹脂固化熟料塊表面拋光打磨樣品（直徑=25毫米）2.2.3測試方法（1）水化熱測試實驗參照GB/T12959-2008《水泥水化熱測定方法》進行水化反應熱測試，本研究采用美國TAMair型微量熱儀，反應控制環(huán)境溫度25。通過對比硫鋁酸鹽水泥在純水和硼溶液中的水化放熱速率，評價硼溶液對硫鋁酸鹽水泥水化放熱速率的影響。實驗控制純水或硼溶液與硫鋁酸鹽水泥質(zhì)量比為0.6。（2）多晶衍射儀（XRD）物相分析本研究采用德國Brucker公司生產(chǎn)Ｄ8Advance型Ｘ射線衍射儀測定水化產(chǎn)物的物相（銅靶（1.5406），額定輸出功率3kW，電壓電流穩(wěn)定度由于±0.005%，管電壓40kV，管電流40mA，2θ掃描范圍3~67°，可讀最小步長0.0001°，角度重現(xiàn)性0.0001°）。主要測試所使用的硫鋁酸鹽水泥和熟料，以及粉末狀熟料在純水中和硼溶液中經(jīng)過不同齡期的水化反應產(chǎn)物。實驗條件控制純水或硼溶液與硫鋁酸鹽水泥熟料粉末質(zhì)量比為25。測試結(jié)果即XRD數(shù)據(jù)通過Jade6分析軟件進行分析，根據(jù)不同物相的特征峰線擬合，得到各物相組成結(jié)果。（3）TG-DSC綜合熱分析儀本研究使用NetzschSTA499型熱分析儀進行綜合熱分析。實驗在氮氣環(huán)境中測試，控制升溫速率10K/min，選擇溫度范圍為0~1000，溫度準確度±0.1。根據(jù)不同水化產(chǎn)物在升溫條件下的失重量及變化速率，分析硫鋁酸鹽水泥熟料在不同環(huán)境中水化后反應產(chǎn)物的物相。

16另外，實驗設置高水灰比（w/c=25）反應條件，研究硼溶液中硫鋁酸鹽水泥的水化行為，其配比如表2-5所示。表2-5配合比設計（單位：g）水泥液相水10250硼液102502.4水化熱力學過程研究圖2-3為硫鋁酸鹽水泥分別在純水和硼溶液中反應72小時的水化放熱曲線。實驗所使用的硫鋁酸鹽水泥在純水中水化反應放熱峰出現(xiàn)在約1.8h和3.2h，該水泥具備早期水化放熱速率快，早期放熱量高等特點。但硫鋁酸鹽水泥在硼溶液中反應72小時仍未出現(xiàn)明顯的水化放熱峰，反應的放熱總量極低，甚至接近于零，說明硼溶液嚴重抑制水泥的水化反應。圖2-3硼溶液或水中硫鋁酸鹽水泥水化放熱速率和放熱總量2.5水化產(chǎn)物與微觀結(jié)構(gòu)分析圖2-4為硫鋁酸鹽水泥熟料在純水中經(jīng)不同齡期的水化反應產(chǎn)物XRD衍射圖譜。在熟料的水化反應1天內(nèi)，主要反應為無水硫酸鈣的溶解，以及鈣礬石的生成，此外還有部分單硫型硫鋁酸鈣生成。由于反應生成的氫氧化鋁以無定形態(tài)存在，故在XRD圖譜分析中無明顯的特征峰線。水化反應3天后，早期生


本文編號：3527823