Поступательное развитие атомной энергетики приводит к образованию и накоплению значительных объемов разнообразных по уровню активности, составу и агрегатному состоянию токсичных и радиоактивных отходов (РАО). Нарастающие в связи с этим проблемы перевода РАО в безопасные формы хранения, а также ужесточение требований экологической безопасности, требуют повышения эффективности существующих и разработки новых подходов, методов и материалов для изоляции и длительного безопасного хранения отходов. Одним из самых распространенных методов отверждения и кондиционирования РАО низкого и среднего уровня активности является их включение в цементную матрицу. В мировой практике цементирования РАО наибольшее применение в настоящее время находят портландцемент и его разновидности. В то же время минеральные матрицы на основе портландцемента не универсальны при иммобилизации различных РАО и ограниченно применимы при отверждении ряда жидких радиоактивных отходов, ионообменных смол и др. [1, 2]. К таким 《проблемным》 для портландцемента как минеральной матрицы относятся жидкие РАО, содержащие боратные соли. Невысокая эффективность портландцемента для их кондиционирования связана с сильным замедлением схватывания и твердения цементных компаундов в присутствии боратных солей. Механизм замедления состоит в связывании боратными анионами кальция в труднорастворимые соли - 2СаО-3В_2O_3-8Н_2O, СаОВ_2O_3-6Н_2O [3, 4], образующиеся на поверхности частиц цемента и препятствующие гидратации цемента и процессам структурообразования. Распространенным способом нейтрализации боратных анионов является введение в состав портландцементной матрицы гашеной извести, создающей дополнительный резерв ионов кальция. Многочисленными исследованиями последних лет [5-15] показана более высокая эффективность для отверждения боратных отходов смешанных портландцементов и альтернативных быстротвердеющих сульфоалюминатных и магнезиально-фосфатных цементов и активированных щелочами вяжущих. Одной из эффективных разновидностей последних являются шлакощелочные вяжущие, ранее не исследованные в качестве матриц для отверждения боратных солевых растворов.
展开▼
