一种防辐射混凝土制造技术

本发明专利技术公开了一种防辐射混凝土，其技术方案要点是，按重量份数计，包括有水泥280‑320份、矿粉90‑110份、粉煤灰55‑65份、重晶砂970‑1000份、重晶石1150‑1200份、防辐射增强剂200‑300份、水170‑190份、外加剂10‑11份、螯合剂6‑8份和缓凝剂8‑10份，本发明专利技术达到了能够在提高防辐射能力的同时，也增加混凝土最终凝固的时间，保证了混凝土的缓凝和防辐射双重作用均良好的技术效果。

A radiation protection concrete

The invention discloses a kind of radiation-proof concrete. The technical scheme of the concrete includes 280 320 portions of cement, 90 110 portions of mineral powder, 55 65 portions of fly ash, 970 1000 portions of barite, 1150 1200 portions of barite, 200 300 portions of radiation-proof enhancer, 190 portions of water, 10 portions of additives, 6 portions of chelating agent. 8 phr and 8 phr retarder, the invention can improve the radiation-proof ability, at the same time, it also increases the final solidification time of the concrete, and guarantees the good technical effect of both the retarding and radiation-proof functions of the concrete.

【技术实现步骤摘要】
一种防辐射混凝土
本专利技术涉及混凝土制作领域，特别涉及一种防辐射混凝土。
技术介绍
辐射存在于整个宇宙空间，辐射来源有天然辐射和人工辐射，天然辐射包括环境中宇宙射线、γ射线、氡、α粒子射线,人工辐射有核电、军事、教育、科研、医疗等领域应用过程中所产生的α、β、γ、X和中子射线等各种射线,受到这些射线长期辐射能诱发癌症、白血病和多发性骨髓癌、恶性肿瘤、甲状腺技能紊乱、不育症、流产和生育缺陷等多种人类绝症，同时还能诱发植物基因变异、危害农作物生长。为防止环境中的各种射线对人体伤害，在建造有辐射源建筑时，一般需设置防辐射材料以屏蔽各种射线，混凝土材料是目前使用最为广泛的防辐射材料，主要用于教育、科研、医疗机构有辐射源建筑以及核反应堆内外壳防护。防辐射混凝土主要防止α、β、γ、X和中子射线对人体的伤害，这些射线中α、β射线穿透能力低且易被吸收，很小厚度的防护材料就能屏蔽这些射线，设计防辐射混凝土时主要考虑对γ射线和中子射线的屏蔽，γ射线穿透能力强，其通过高密度建筑材料时能量能被减弱，达到一定密度和厚度时，γ射线可完全被吸收，中子射线因不带电核，所以具有高度穿透能力，对中子射线防护相对于对γ射线防护难度更大。目前国内外关于改进防辐射混凝土主要通过添加带有重金属元素的矿物掺和料对防辐射混凝土性能改进；目前的研究证明混凝土材料掺入Mg、Ti、14C、55Fe和60Co和Cu均能提高混凝土防辐射能力,在实际生产中，可以使用蛇纹石、磁(赤)铁矿石、褐铁矿、氧化铁粉、重晶石、石膏粉、硼镁铁矿石、铬矿粉、方铅矿等含有重金属元素骨料来提高混凝土屏蔽γ射线和中子射线能力。在目前的地下防辐射建筑的设计建造过程中也广泛的应用了防辐射混凝土，尤其是重晶石混凝土，而目前地下结构建设中，需要让混凝土具有常规的性能之外还具有具有良好缓凝效果，缓凝效果良好可以保证施工的正常进行，现有的缓凝剂针对于重晶石防辐射混凝土设计的较少，重晶石混凝土的容重通常远高于一般混凝土，很多施工性能也与一般的混凝土有差异，在和易性方面也比一般的混凝土性能差，针对于添加了重晶石的防辐射混凝土在不降低其原本的防辐射能力的前提下，提高重晶石混凝土所具有的缓凝效果仍然是一个待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种防辐射混凝土，达到了能够在提高防辐射能力的同时，也增加混凝土最终凝固的时间，保证了混凝土的缓凝和防辐射双重作用均良好的效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种防辐射混凝土，按重量份数计，包括有水泥280-320份、矿粉90-110份、粉煤灰55-65份、重晶砂970-1000份、重晶石1150-1200份、防辐射增强剂200-300份、水170-190份、外加剂10-11份螯合剂6-8份和缓凝剂8-10份。通过上述技术方案，在实际的浇筑过程中，重晶石和重晶砂的成分硫酸钡，其中钡离子具有良好的防辐射作用，并且为了为了填补重晶砂的不足和流动性差的问题添加了防辐射增强剂，其中的硫酸铜对流动性的影响很小，同时铁钛矿中的铁和钛均有防辐射的效果，进一步提高最终的防辐射效果；并且在搅拌过程中，螯合剂、硫酸铜与原有的缓凝剂三聚磷酸钠产生反应，最终抑制水中钙镁离子结晶出来,并且也限制钙离子晶体的长大，通过三聚磷酸钠和最终得到了螯合物的配合，能够在提高防辐射能力的同时，也增加混凝土最终凝固的时间，保证了混凝土的缓凝和防辐射双重作用均良好的技术效果。较佳的，防辐射增强剂包括有硫酸铜100份、钛铁矿100-200份。通过上述技术方案，防辐射增强剂的选用主要增加了重金属离子的种类，维持了在防辐射性能的稳定，其中所涉及的铜、铁、钛均能够起到足够的防辐射效果。较佳的，缓凝剂为三聚磷酸钠Na5PO10。通过上述技术方案，添加的三聚磷酸钠是一种无机缓凝剂，缓凝剂分子可以与水泥水化生成的Ca2+形成络盐,在水泥水化初期控制了液相中Ca2+离子浓度,阻止水泥水化相的形成,产生缓凝作用。三聚磷酸钠能与Ca2+生成稳定的络合物,在水泥水化初始阶段，阻碍了水化产物Aft的形成，抑制了水化产物CH的结晶成长，延缓了C3S和C3A的水化。较佳的，螯合剂为山梨醇。通过上述技术方案，三聚磷酸钠、硫酸铜和有机醇胺类可以防止水中钙镁离子结晶出来，机理简单的说是三聚磷酸钠及其与金属离子的螯合物能显著地阻止钙离子成核并能一定程度上抑制其晶体生长。较佳的，重晶砂为天然重晶石经过人工破碎然后在磨细，然后再进行球形深度破碎。通过上述技术方案，重晶砂经过深度的破碎后，重晶砂的比表面积大幅度的增大，提高了辐射射线与重晶砂的接触面积，进一步赠加了防辐射能力。较佳的，外加剂包括有减水剂和引气剂。通过上述技术方案，减水剂的效果增加水化效率，减少单位用水量，增加强度，节省水泥用量；改善尚未凝固的混凝土的和易性，防止混凝土成分的离析；提高抗渗性，减水透水性，避免混凝土建筑结构漏水，增加耐久性，增加耐化学腐蚀性能；减少混凝土凝固的收缩率，防止混凝土构件产生裂纹；提高抗冻性，有利于冬季施工；引气剂能改善混凝土坍落度、流动性和可塑性，可大幅度改善混凝土和易性，可泵性及提高抗渗抗冻等耐久性能，更能有效防止商品混凝土中水泥的二次吸附，减小混凝土坍落度经时损失。减少混凝土泌水和离析，提高混凝土的均质性。由于JDU有较高的减水率，因此可以大大减少减水剂的掺用，节约应用成本，增加经济效益。较佳的，减水剂与引气剂的比为1：1-1.5。通过上述技术方案，减水剂和引气剂配合使用时，简单的讲就是在产生减水效果的同时增加气泡的作用，通过对减水剂和引气剂比例的调节，在混凝土中与减水剂配合使用引气剂可以改善混凝土的状态、强度、防冻、抗渗的作用。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、使用经过深度破碎的重晶砂替代原有的河沙能够很好的替代原有河沙的作用，同时重晶砂中含有的钡离子也属于重金属中的一种，具有很好的防辐射效果，并且经过深度破碎过程后，重晶砂颗粒比原有的河沙更加细，增加比表面积，从而进一步提升防辐射能力；2、三聚磷酸钠本身产生的络合物具有很好的缓凝效果，同时三聚磷酸钠和重金属阳离子的螯合物能够更进一步的抑制钙离子沉淀，保证良好的缓凝效果。具体实施方式本专利技术中选用从天津程锦公司购得的S95级的矿粉和F(II)的粉煤灰；从唐山冀东三友购得的P.O42.5的水泥；济南泰强辐射防护工程采购的重晶砂，细度模数2.3；山西黄藤化工购得的UNF-A高浓萘系高效减水剂；东莞市深海节能建材科技有限公司购得的松香126A型引气剂；潍坊市顺辉化工有限公司购得的三聚磷酸钠；郑州阳光食品配料有限公司购得的山梨醇。实施例一水泥280kg、矿粉90kg、粉煤灰55kg、重晶砂970、重晶石1150kg、硫酸铜100kg、钛铁矿100kg、水170kg、减水剂4kg、引气剂6kg、螯合剂6kg和缓凝剂8kg。实施例二水泥320kg、矿粉110kg、粉煤灰65kg、重晶砂1000kg、重晶石1200kg、硫酸铜100kg、钛铁矿200kg、水190kg、减水剂4kg、引气剂6kg、螯合剂6kg和缓凝剂8kg。实施例三水泥300kg、矿粉100kg、粉煤灰60kg、重晶砂985kg、重晶石1175kg、硫酸铜100kg、钛铁矿150kg、水180kg、减水剂4kg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防辐射混凝土，其特征在于：按重量份数计，包括有水泥280‑320份、矿粉90‑110份、粉煤灰55‑65份、重晶砂970‑1000份、重晶石1150‑1200份、防辐射增强剂200‑300份、水170‑190份、外加剂10‑11份、螯合剂6‑8份和缓凝剂8‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种防辐射混凝土，其特征在于：按重量份数计，包括有水泥280-320份、矿粉90-110份、粉煤灰55-65份、重晶砂970-1000份、重晶石1150-1200份、防辐射增强剂200-300份、水170-190份、外加剂10-11份、螯合剂6-8份和缓凝剂8-10份。2.根据权利要求1所述的一种防辐射混凝土，其特征在于：防辐射增强剂包括有硫酸铜100份、钛铁矿100-200份。3.根据权利要求1所述的一种防辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋瑞山，吕天亮，赵志刚，张颖，孙文，
申请(专利权)人：北京班诺混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11