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超细核电水泥是以硅酸盐水泥熟料为基础,通过超细粉磨工艺(比表面积≥300 m²/kg)与功能性添加剂复合而成的高性能特种水泥。其核心设计针对核电工程对混凝土防辐射、低热、高耐久的严苛需求,通过优化矿物组成(如降低C₃A含量)和引入防辐射组分(如硼、锶、硫酸钡等),显著提升核辐射屏蔽能力与体积稳定性。该产品适用于核电站安全壳、核废料贮存设施等关键部位,满足GB/T 31545-2015《核电工程用硅酸盐水泥》标准要求。
一、产品描述
二、产品特点
1. 高效防辐射
- 通过复配硼化合物(如氮化硼)或重晶石粉体(硫酸钡),增强中子与γ射线吸收能力,辐射环境中28天强度衰减率<5%。
2. 低热抗裂
- 水化热峰值仅为普通水泥的50%,3天水化热≤245 kJ/kg,7天≤285 kJ/kg,有效抑制大体积混凝土温度裂缝。
3. 高强耐久
- 28天抗压强度≥50 MPa,抗折强度≥7.9 MPa;抗冻融循环>300次(-50℃~80℃),氯离子扩散系数≤1.5×10⁻¹² m²/s。
4. 尺寸稳定
- 干缩率≤0.10%(28天),远低于通用水泥(0.25%),保障长期结构完整性。
5. 环保低碳
- 利用工业废渣(如粉煤灰陶粒、钢渣微珠)替代部分骨料,固废利用率>40%。
三、性能指标
核心性能参数表(依据GB/T 31545-2015及专利数据)
类别
指标
测试标准
力学性能
抗压强度 3d≥20 MPa, 28d≥50 MPa
GB/T 50081
抗折强度 28d≥7.9 MPa
热学性能
3天水化热 ≤245 kJ/kg
GB/T 12959
7天水化热 ≤285 kJ/kg
-
耐久性
干缩率(28d)≤0.10%
GB/T 50082
抗冻性 >F300(300次循环)
耐辐射性
强度衰减率<5%(1000h模拟)
GB/T 31545-2015
化学指标
碱含量(Na₂Oeq)≤0.6%
GB/T 176
氯离子(Cl⁻)≤0.05%
注:防辐射增强型产品(如含硼锶硫铝酸盐水泥)可屏蔽α/β/γ/X射线及中子辐射。
四、应用范围
核电工程核心场景技术要求表
应用部位
技术要求
产品适配方案
安全壳墙体
防辐射、抗渗漏、耐高温
复掺硫酸钡重晶石粉+碳化硼
核岛阀基
低热、高强、抗微震动
中热水泥基+聚丙烯纤维增强
放射性废物库
中子屏蔽、耐腐蚀
含硼锶硫铝酸盐水泥+防辐射骨料
大体积基础
温控防裂、长期稳定性
水化热优化配方+低温升养护工艺
扩展应用领域
- 海洋工程:跨海大桥墩柱、深海港口(抗氯离子侵蚀等级达GB/T 31289-2014最高级)。
- 极寒地区设施:抗冻型含硼锶水泥混凝土,-50℃环境保持结构完整性。
五、施工工艺
混凝土施工技术要求表
序号
施工阶段
具体要求
1
基面处理
- 清洁度:凿除疏松层至坚实基面,喷砂或高压水(≥20 MPa)清除油污、粉尘;
- 预湿:施工前2小时喷水饱和(无明水)。
2
配合比设计
- 水胶比:0.30–0.35(重量比),低温环境采用温水拌合;
- 防辐射组分:
- 标准型:水泥+重晶石骨料(35–60份);
- 增强型:含硼锶硫铝酸盐水泥(30–55份)+氮化硼(115–128份)。
3
搅拌与浇筑
- 搅拌流程:
① 干混水泥、骨料及纤维1分钟;
② 加入80%水及减水剂搅拌2分钟;
③ 加剩余水搅拌至均质(总时长≤5分钟);
- 浇筑要点:
- 分层浇筑(每层≤50 cm),间隔时间<初凝期的1/3;
- 大体积结构采用冷却水管+温控系统,内外温差≤25℃。
4
养护制度
- 保湿养护:终凝后覆盖塑料膜,喷雾养护≥7天;
- 温度控制:-
养护温度与强度发展关系表
环境温度
可拆模时间
承载强度达成时间
5–15℃
72小时
14天
15–25℃
48小时
7天
>25℃
24小时
5天
- 特殊养护:蒸汽养护可加速强度发展(10h抗压强度达20 MPa)。
六、包装与储存
- 包装形式:
- 粉料:防潮复合袋,25 kg/袋(印有GB/T 31545-2015标识及追溯码);
- 功能性添加剂(如硼化合物):密闭铝膜袋,1 kg/袋。
- 储存条件:
- 温度5–30℃,湿度≤60%,避光离热源;
- 堆码高度≤8层,防止受压结块;
- 未开封保质期6个月,开封后需7天内用完。
- 运输安全:
- 按非危险品运输,防水防潮,避免剧烈震动。
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