專利名稱：中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑材料，尤其涉及一種核電犧牲混凝土以及該混凝土的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)及可持續(xù)發(fā)展，降低火電比例，大力發(fā)展核電，滿足電力需求、 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全，已成為政府和社會(huì)各界的共識(shí)。當(dāng)前，世界上第三代核電站-EI^R型核電站已有兩座在建，但尚未有在役運(yùn)行的。而核電站犧牲混凝土作為第三代核電站(EPR)的重要組成材料，它不僅可以防止在擴(kuò)散的過程中對(duì)堆芯捕集器的鋼結(jié)構(gòu)造成瞬時(shí)的熱載荷，而且可以降低熔融物的溫度、減輕氧化物的密度、降低核泄露輻射值。因此， 犧牲混凝土作為第三代核電站反應(yīng)堆腔和堆芯捕集器的重要組成材料，關(guān)系到核電站的安全運(yùn)營(yíng)。然而，當(dāng)前國(guó)內(nèi)未有核電犧牲混凝土的制備方法與質(zhì)量控制措施報(bào)道。國(guó)外的相關(guān)技術(shù)要求采用0_8mm連續(xù)級(jí)配的赤鐵礦(Fe203 > 90% )和硅卵石 (Si02 > 83% )按一定比例制備而成。由于上述要求均是基于國(guó)外原材料，考慮到我國(guó)赤鐵礦品味不高，且質(zhì)材與國(guó)外相差較大，這導(dǎo)致國(guó)外犧牲混凝土制備技術(shù)難以獲得且不完全適用我國(guó)正在建設(shè)的第三代核電站。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，其成本低，且能滿足我國(guó)第三代核電站要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案其各組分的重量含量為膠凝材料 400-450份、中品味赤鐵礦1150-1280份、石英石750-880份、水160-170份、外加劑4. 8-6份。本發(fā)明基于我國(guó)地質(zhì)材料，且充分利用我國(guó)豐富的中品位赤鐵礦資源，以及我國(guó)的原材料，特別是赤鐵礦等原材料實(shí)際情況，從核電犧牲混凝土的性能要求入手，通過配料計(jì)算、原材料優(yōu)選和配合比設(shè)計(jì)，達(dá)到了核電犧牲混凝土的化學(xué)成分、含水率、含氣量、強(qiáng)度要求，提高了核電犧牲混凝土的粘聚性、流動(dòng)性、降低了水化熱、開裂風(fēng)險(xiǎn)，各項(xiàng)性能滿足第三代核電站要求。優(yōu)選地，所述的膠凝材料包括水泥和礦物摻合料。所述的膠凝材料組分的重量配比優(yōu)選為水泥70-85%、礦物摻合料15-30%。所述的水泥優(yōu)選采用強(qiáng)度為P. I. 42. 5或P. II. 42. 5或P. I. 52. 5或P. II. 52. 5的水泥。所述的礦物摻合料優(yōu)選采用單摻I級(jí)粉煤灰、或單摻S95級(jí)礦粉、或單摻S105級(jí)礦粉、或復(fù)摻I 級(jí)粉煤灰和礦粉。優(yōu)選地，所述的中品味赤鐵礦中!^e2O3含量不小于75%，CO2源物質(zhì)含量不大于 2%，含泥及泥塊含量小于2%，其顆粒粒徑在0. l-8mm。其中CO2源物質(zhì)包括CaCO3和MgCO3。所述的石英石中SiA含量不小于95%，含泥及泥塊含量不大于2%，其顆粒粒徑為 0-0. 5mm,0. 6-1. 2mm,l-2mm,2-4mm,4-8mm。所述外加劑為聚羧酸減水劑，其減水率大于40%。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備上述核電犧牲混凝土的方法，其包括如下步驟(1)原材料選??；(2)按照規(guī)定的配料比例，將水泥、礦物摻合料、中品味赤鐵礦、石英石混合攪拌 l_2min ；(3)加外加劑和水，攪拌l-2min，即可制成核電犧牲混凝土。如果配料過程中出現(xiàn)混凝土流動(dòng)度過大或過小，可通過單方用水量和外加劑摻量進(jìn)行調(diào)整。利用本發(fā)明生產(chǎn)的核電犧牲混凝土，可達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo)1、力學(xué)性能28d抗壓強(qiáng)度為40_48MPa，滿足C30/37要求；2、混凝土工作性初始坍落度180-200mm，Ih后坍落度大于160mm，混凝土粘聚性良好；3、混凝土表觀密度2600-2700kg/m3 ；4、混凝土含水率混凝土初始含水率為6-6. 5%，經(jīng)過30d自然干燥或60度烘干1 周，其含水率小于5% ；5、混凝土化學(xué)組成=Fe2O3 為 33-37 %, SiO2 為 42-45%, Al2O3 為 4_7%，CaO 為 8-12%,MgO為0. 5-1. 0%，CO2為0_2%，H2O為4_5%。滿足核電犧牲混凝土化學(xué)組成要求。為實(shí)現(xiàn)我國(guó)第三代核電犧牲混凝土的自主開發(fā)，本發(fā)明充分利用我國(guó)中品味赤鐵礦，間斷級(jí)配石英石，優(yōu)選水泥和外加劑，采用合理的工藝平衡計(jì)算，制備出滿足第三代核電站性能要求的高性能核電犧牲混凝土。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明的核電犧牲混凝土各組分的重量含量為膠凝材料400份、中品味赤鐵礦 1150份、石英石800份、水160份、外加劑4. 8份。所述的膠凝材料包括水泥和礦物摻合料。所述的膠凝材料組份的重量配比為水泥85%、礦物摻合料15%。所述的水泥采用強(qiáng)度為P. I. 42. 5的水泥。所述的礦物摻合料采用單摻I級(jí)粉煤灰。所述的中品味赤鐵礦中Fe2O3含量為75%，CO2源物質(zhì)含量為2%，含泥及泥塊含量為2%，其顆粒粒徑在0. Imm0所述的石英石中SiO2含量為于95%，含泥及泥塊含量為2%。所述外加劑為聚羧酸減水劑，其減水率為41%。核電犧牲混凝土的制備方法，包括如下步驟(1)原材料選取；(2)按照規(guī)定的配料比例，將水泥、礦物摻合料、中品味赤鐵礦、石英石混合攪拌 Imin ；(3)加外加劑和水，攪拌lmin，即可制成核電犧牲混凝土。制備好的核電犧牲混凝土，現(xiàn)場(chǎng)澆注，振搗一定的時(shí)間后，混凝土帶模養(yǎng)護(hù)24h后拆模。
實(shí)施例2本發(fā)明的核電犧牲混凝土各組分的重量含量為膠凝材料420份、中品味赤鐵礦 1260份、石英石750份、水165份、外加劑5份。所述的膠凝材料包括水泥和礦物摻合料。所述的膠凝材料組份的重量配比為水泥80%、礦物摻合料20%。所述的水泥采用強(qiáng)度為P. II. 42. 5的水泥。所述的礦物摻合料采用單摻S95級(jí)礦粉、或單摻S105級(jí)礦粉。所述的中品味赤鐵礦中Fe2O3含量為80%，CO2 源物質(zhì)含量為1.5%，含泥及泥塊含量為1.5%，其顆粒粒徑在4mm。所述的石英石中SiO2 含量為96%，含泥及泥塊含量為1. 5%。所述外加劑為聚羧酸減水劑，其減水率為45%。核電犧牲混凝土的制備方法，包括如下步驟(1)原材料選??；(2)按照規(guī)定的配料比例，將水泥、礦物摻合料、中品味赤鐵礦、石英石混合攪拌 1. 5min ；(3)加外加劑和水，攪拌1. 5min,即可制成核電犧牲混凝土。制備好的核電犧牲混凝土，現(xiàn)場(chǎng)澆注，振搗一定的時(shí)間后，混凝土帶模養(yǎng)護(hù)24h后拆模。實(shí)施例3本發(fā)明的核電犧牲混凝土各組分的重量含量為膠凝材料450份、中品味赤鐵礦 1280份、石英石880份、水170份、外加劑5份。所述的膠凝材料包括水泥和礦物摻合料。所述的膠凝材料組份的重量配比為水泥70%、礦物摻合料30%。所述的水泥采用強(qiáng)度為P. I. 52. 5或P. II. 52. 5的水泥。所述的礦物摻合料采用復(fù)摻I級(jí)粉煤灰和礦粉。所述的中品味赤鐵礦中Fe2O3含量為85%，CO2 源物質(zhì)含量為1%，含泥及泥塊含量為1%，其顆粒粒徑為I-Smm連續(xù)級(jí)配。所述的石英石中 SiO2含量為97%，含泥及泥塊含量為1%。所述外加劑為聚羧酸減水劑，其減水率為40%。核電犧牲混凝土的制備方法，包括如下步驟(1)原材料選取；(2)按照規(guī)定的配料比例，將水泥、礦物摻合料、中品味赤鐵礦、石英石混合攪拌 2min ；(3)加外加劑和水，攪拌2min，即可制成核電犧牲混凝土。制備好的核電犧牲混凝土，現(xiàn)場(chǎng)澆注，振搗一定的時(shí)間后，混凝土帶模養(yǎng)護(hù)24h后拆模。
權(quán)利要求
1.一種中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，其特征在于，各組分的重量含量為膠凝材料400-450份、中品味赤鐵礦1150-U80份、石英石750-880份、水160-170份、 外加劑4. 8-6份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，其特征在于，所述的膠凝材料包括水泥和礦物摻合料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，其特征在于，所述的膠凝材料組份的重量配比為水泥70-85%、礦物摻合料15-30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，其特征在于，所述的水泥采用強(qiáng)度為P. 1.42. 5或P. 11.42. 5或P. I. 52. 5或P. II. 52. 5的水泥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，其特征在于，所述的礦物摻合料采用單摻I級(jí)粉煤灰、或單摻S95級(jí)礦粉、或單摻S105級(jí)礦粉、或復(fù)摻I級(jí)粉煤灰和礦粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，其特征在于，所述的中品味赤鐵礦中1 含量不小于75%，(X)2源物質(zhì)含量不大于2%，含泥及泥塊含量小于2%，其顆粒粒徑在0. l-8mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，其特征在于，所述的石英石中SiO2含量不小于95%，含泥及泥塊含量不大于2%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，其特征在于，所述外加劑為聚羧酸減水劑，其減水率大于40%。
9.一種用于權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求所述的混凝土的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)原材料選??；(2)按照規(guī)定的配料比例，將水泥、礦物摻合料、中品味赤鐵礦、石英石混合攪拌 l_2min ；(3)加外加劑和水，攪拌l-2min，即可制成核電犧牲混凝土。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建筑材料，尤其涉及一種核電犧牲混凝土以及該混凝土的制備方法。本發(fā)明的中品味鐵礦石和石英石制備的核電犧牲混凝土，各組分的重量含量為膠凝材料400-450份、中品味赤鐵礦1150-1280份、石英石750-880份、水160-170份、外加劑4.8-6份。為實(shí)現(xiàn)我國(guó)第三代核電犧牲混凝土的自主開發(fā)，本發(fā)明充分利用我國(guó)中品味赤鐵礦，間斷級(jí)配石英石，優(yōu)選水泥和外加劑，采用合理的工藝平衡計(jì)算，制備出滿足第三代核電站性能要求的高性能核電犧牲混凝土。
文檔編號(hào)C04B28/04GK102176332SQ201110031930
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者孫偉, 張巧芬, 李政, 蔣金洋, 金祖權(quán) 申請(qǐng)人:東南大學(xué), 中國(guó)建筑第二工程局有限公司, 青島理工大學(xué)