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放射性废物对自然环境和人类身体健康具有极大危害,水泥固化是其主要处理方法之一,但该方法在处理放射性废离子交换树脂时存在固化困难、废物包容量低等问题,导致固化体最终处置时占用空间大、处置成本高。针对以上问题,本文选用硫铝酸盐水泥体系固化模拟放射性废树脂,研究了固化配方中各组分对固化体性能的影响,采用多目标优化法对固化配方进行了优化,考察了使用优化配方制备的固化体主要性能,为实际放射性废物的高效固化提供理论依据和技术支持。首先,采用硫铝酸盐水泥、偏高岭土和萘系减水剂作为固化材料,研究了偏高岭土、萘系减水剂、废树脂量及水胶比对固化体性能的影响。结果表明,在11%的掺量范围内,偏高岭土有利于固化体抗压强度的提高;水胶比过大使抗压强度急剧降低;废树脂量或水胶比的增大,使抗压强度下降。在单因素试验的基础上,通过混料设计安排实验,采用多目标法优化了固化配方。获得的优化配方R1,其组成为废树脂、硫铝酸盐水泥、偏高岭土和萘系减水剂的质量比为40:55.8:2.2:2,水胶比为0.445。采用优化配方R1固化模拟废树脂,考察了固化体的主要性能。R1固化体的废物包容量可达到64%,7d抗压强度为13.7MPa。固化体经pH为7的去离子水浸泡90d后的强度为14.25 MPa,5次冻融循环后的强度为11.42MPa,其损失分别为-4.0%和16.6%。R1固化体中模拟放射性核素在25℃下、pH为7的去离子水中42d Cs+浸出率为2.3×10-4cm/d。实验结果表明优化配方固化体的主要性能均满足GB14569.1-2011的规定。在SEM图片中观察到固化体的微观形貌为大量针棒状晶体夹杂少量无定形凝胶及颗粒,结合XRD和FTIR的分析结果,固化体水化产物的主要矿物相组成为钙矾石、铝胶和少量的C-S-H凝胶。