[发明专利]混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法

说明书

本发明公开混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法，包括：A.准备两个混凝土圆饼试块；B.在一个试块的侧面和上表面或下表面涂覆防护涂层，并按涂层的要求养护；另一个试块不做任何处理置于同样环境条件；C.采用混凝土铯离子渗透装置开展铯离子加速渗透试验；D、对试块进行高精度分层粉磨；E.测试所有分层粉磨样品的铯离子质量浓度；F.分析涂覆防护涂层的试块和不做任何处理的试块表层混凝土铯离子含量随深度变化，按铯离子的最大渗透深度差异或相同深度铯离子含量的衰减情况对防护涂层抵抗铯离子渗透效果进行表征。本发明提供了一种在常规试验条件下高效、定量化表征混凝土防护涂层抵抗放射性核素渗入效果的方法。

技术领域

本发明属于混凝土耐久性测试技术领域，具体涉及一种混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法。

背景技术

核电站在运营过程中，混凝土结构会受到各种放射性核素污染，包括核燃料元件表面粘带的微量核材料经中子辐照后形成的裂变产物、超铀元素事故工况下燃料元件发生泄漏导致的放射性核素通过冷却剂沾污形成的表面污染、正常运行和事故工况下放射性工艺系统正常排放或事故排放的污染物。这些污染物渗入混凝土表层后形成带放混凝土层，在核电站退役过程中需将其单独切割处理，从而形成大量低中放废物，增加了核电站退役过程中混凝土废弃物的处置难度。

研究表明，在混凝土表面涂覆一层致密性的防护涂层可有效阻隔渗透性介质向混凝土内部的渗入。因此，新建核电站正在探索在混凝土表面涂覆水泥基渗透结晶型材料、涂料等防护涂层来降低放射性核素在混凝土表层的渗透深度，但混凝土表面涂覆防护涂层后对放射性核素渗入抵抗效果的表征方法尚处于缺失状态，无法为防护涂层的选型提供定量化的依据。

单从放射性核素在混凝土中的渗透试验方法来看，相关研究甚少，目前了解到的方法主要是以核电站典型放射性核素¹³⁷Cs为侵入介质，采用自然扩散法，通过渗透样品中的放射性活度来评判渗透深度。但该方法的¹³⁷Cs为放射性介质，试验环境要求苛刻、普适性差，且自然扩散试验周期长(需渗透1～2年)、效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果的测试与表征方法，从而便于核电站对面临含铯污染物渗透的混凝土结构的防护涂层的比选。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法，包括以下步骤：

A、成型Φ100×200mm的圆柱体混凝土试块，养护至28d龄期后，从同一圆柱体混凝土试块中切割出2个圆饼状试块；所述圆饼状试块厚度为50±2mm；

B、在其中一个圆饼状试块的侧面和上下表面中的一个表面涂覆防护涂层，并按涂层的要求养护；另一个试块不做任何处理放置于同样的环境条件下；

C、将两个混凝土试块(指圆饼状试块)在饱和NaCl溶液中真空饱水24h后，分别放入混凝土铯离子加速扩散装置，进行铯离子渗透试验；其中涂覆防护涂层的试块应使铯离子从带涂层的表面向未带涂层的表面加速渗透；

D、将渗透完的试块烘干后，采用高精度分层粉磨设备，以0.02～0.5mm每层的厚度从带涂层的表面开始进行分层粉磨；

E、对分层粉磨得到的所有粉末样品采用X射线荧光光谱仪或质谱仪测试铯离子含量(以质量分数表示)。

F、分析涂覆防护涂层的试块和不做任何处理的试块表层混凝土铯离子含量随深度变化，按铯离子的最大渗透深度差异或相同深度铯离子含量的衰减情况对防护涂层抵抗铯离子渗透效果进行表征。