一种预防高温熔穿的防辐射混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种预防高温熔穿的防辐射混凝土及其制备方法，其中防辐射料的添加不仅可以有效提高混凝土的力学性能、耐高温性能，同时还能够保证混凝土具有优异的辐射屏蔽性能；玄武岩、河砂等组分的含量分配合理，制备得到的混凝土综合性能优异。本发明专利技术公开了一种预防高温熔穿的防辐射混凝土及其制备方法，工艺设计合理，组分配比适宜，不仅实现了防辐射混凝土的制备，且该混凝土具有优异的电磁屏蔽、辐射屏蔽的效果，其耐高温性能优异，可应用于多种工况中，具有较高的实用性。

A kind of radiation proof concrete and its preparation method to prevent high temperature penetration

【技术实现步骤摘要】
一种预防高温熔穿的防辐射混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土
，具体是一种预防高温熔穿的防辐射混凝土及其制备方法。
技术介绍
防辐射混凝土，又称屏蔽混凝土、防射线混凝土。容重较大，对γ射线、X射线或中子辐射具有屏蔽能力，不易被放射线穿透的混凝土，一般用于屏蔽X射线、γ射线和中子辐射作用的混凝土。用于原子能反应堆、粒子加速器，以及工业、农业和科研部门的放射性同位素设备的防护。随着核电、军事、环境、医疗等的迅猛发展，核工业对于防辐射混凝土建筑材料的需求量也大大增加，同时，在要求混凝土防辐射的同时，对其耐高温性能也具有一定要求，这也成为我们研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种预防高温熔穿的防辐射混凝土及其制备方法，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种预防高温熔穿的防辐射混凝土，所述防辐射混凝土各组分原料包括：以重量计，水泥200-400份、防辐射料40-60份、掺合料100-200份、玄武岩400-700份、河砂300-600份、减水剂30-40份、水150-250份。本申请公开了一种预防高温熔穿的防辐射混凝土，其中包括水泥、防辐射料、掺合料、玄武岩、河砂、减水剂等组分，其中防辐射料的添加不仅可以有效提高混凝土的力学性能、耐高温性能，同时还能够保证混凝土具有优异的辐射屏蔽性能；玄武岩、河砂等组分的含量分配合理，制备得到的混凝土综合性能优异。较优化的方案，所述防辐射料各组分原料包括：以重量计，预处理纤维10-30份、丙烯酸铅10-25份、甲基三甲氧基硅烷偶联剂40-70份、环氧树脂30-50份、固化剂10-15份。较优化的方案，所述预处理纤维由玻璃纤维、钢纤维和聚丙烯纤维混合，再经过粗化、敏化、活化、还原、镍铜化学镀制备得到。本申请中防辐射料包括预处理纤维、丙烯酸铅等组分，预处理纤维是由玻璃纤维、钢纤维、聚丙烯纤维混合，并经过表面除油、粗化、敏化、活化、还原、镍铜化学镀等步骤，使得预处理纤维表面具有较优异的电磁辐射屏蔽性能，再将其与丙烯酸铅、环氧树脂、固化剂等组分配合，制备得到防辐射料，该防辐射料可作为填料添加至混凝土中，有效提高混凝土的射线屏蔽及电磁屏蔽性能。同时，在混凝土中添加预处理纤维，纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维相互协同，还可有效改善混凝土的耐高温性能，避免混凝土在高温环境中发生爆裂，提高防辐射混凝土的力学性能。较优化的方案，所述玻璃纤维、钢纤维和聚丙烯纤维的质量比为1：（1-1.2）：0.5。较优化的方案，所述掺合料为硅灰、粉煤灰混合物，所述硅灰、粉煤灰的质量比为1：（1-1.5）。较优化的方案，一种预防高温熔穿的防辐射混凝土的制备方法，包括以下步骤：1)准备物料：2)预处理纤维的制备：a)取步骤1）准备的玻璃纤维、钢纤维和聚丙烯纤维，搅拌，放入体积分数为30%的丙酮溶液中，浸泡5-6h，蒸馏水冲洗，再置于γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，浸泡5-8min，过滤，静置晾干，再置于干燥箱中干燥，得到混合纤维；b)取混合纤维，置于60-65℃的硝酸溶液中，浸泡粗化5-10min，再将粗化后的混合纤维置于敏化液中进行敏化处理，浸泡时间为5-10min，再置于活化液中进行活化，浸泡活化时间为3-5min，再置于次亚磷酸钠溶液中进行还原；c)取还原后的混合纤维，置于化学镀液中进行镍铜化学镀，水浴加热至88-90℃，搅拌，烘干，得到预处理纤维；3)防辐射料的制备：a)取步骤1）准备的聚丙烯，蒸馏水溶解，再取步骤1）准备的氧化铅粉末，分批缓慢加入，保持温度为60-62℃，继续搅拌，过滤，冷却结晶，再进行过滤，重结晶，干燥，得到丙烯酸铅粉末；b)取丙烯酸铅粉末，研磨，再加入甲基三甲氧基硅烷偶联剂，搅拌至均匀，再加入环氧树脂，升温至40-45℃，继续搅拌，再进行γ辐照，辐照剂量为100KGy；c)继续加热至流动态，加入预处理纤维，搅拌，再加入固化剂，高速搅拌，真空干燥，得到防辐射料；4)取水泥、防辐射料、硅灰、粉煤灰、玄武岩、河砂，投入搅拌机中，高速搅拌，再加入减水剂和水，继续搅拌，得到混合浆料；取混合浆料，注入模具中振捣成型后，脱模、养护，得到所述防辐射混凝土。较优化的方案，包括以下步骤：1)准备物料：a)按比例称取玻璃纤维、钢纤维、聚丙烯纤维、丙酮溶液、γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液、硝酸溶液、敏化液、活化液、次亚磷酸钠溶液和化学镀液，备用；b)按比例称取聚丙烯、氧化铅粉末、甲基三甲氧基硅烷偶联剂、环氧树脂和固化剂，备用；c)按比例称取水泥、硅灰、粉煤灰、玄武岩、河砂、减水剂和水，备用；本专利技术步骤1）中进行物料准备；2)预处理纤维的制备：a)取步骤1）准备的玻璃纤维、钢纤维和聚丙烯纤维，搅拌15-45min，放入体积分数为30%的丙酮溶液中，浸泡5-6h，蒸馏水冲洗，再置于γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，浸泡5-8min，过滤，静置晾干8-10h，再置于干燥箱中干燥2-3h，干燥温度为100-105℃，得到混合纤维；本专利技术步骤2）中先将玻璃纤维、钢纤维和聚丙烯纤维混合，再利用丙酮溶液对混合的纤维表面进行除油处理，去除表面油污，接着利用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液来对混合纤维进行表面改性处理，增强混合纤维的表面粘结性，改善混合纤维的活性，增加其表面亲水性，便于后续进行混合纤维的敏化处理；b)取混合纤维，置于60-65℃的硝酸溶液中，浸泡粗化5-10min，再将粗化后的混合纤维置于敏化液中进行敏化处理，浸泡时间为5-10min，再置于活化液中进行活化，浸泡活化时间为3-5min，再置于次亚磷酸钠溶液中进行还原；本专利技术步骤b）中先对混合纤维进行粗化，利用硝酸溶液对混合纤维进行腐蚀，使得基体表面微观变得粗糙，再将粗化处理后的混合纤维浸泡在亚锡盐的酸性溶液中进行敏化，此时混合纤维表面形成一层液膜，亚锡盐水解生成Sn（OH）2或SnO沉积物，吸附在处理后的混合纤维表面，可在后续活化处理中将具有催化作用的Pd2+离子还原成Pd原子吸附在混合纤维表面；再对混合纤维进行活化，活化后纤维表面覆盖一层具有催化活性的贵金属Pd，再进行还原，还原步骤的目的是为了防止混合纤维表面过量的活化即会给后续的镍铜化学镀造成影响；c)取还原后的混合纤维，置于化学镀液中进行镍铜化学镀，水浴加热至88-90℃，搅拌1-2h，搅拌速度为1200-1300r/min，烘干，烘干温度为80-100℃，得到预处理纤维；本专利技术步骤3）中进行镍铜化学镀，使得混合纤维表面覆盖一层金属镍铜镀层，不仅能提高混凝土的力学性能，同时还能够提高混凝土的耐高温性能，避免其高温下爆裂；3)防辐射料的制备：a)取步骤1）准备的聚丙烯，蒸馏水溶解，搅拌30-40min，再取步骤1）准备的氧化铅粉末，分批缓慢加入，保持温度为60-62℃，继续搅拌30-40min，过滤，冷却结晶，结晶时间为12-14h，再进行过滤，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预防高温熔穿的防辐射混凝土，其特征在于：所述防辐射混凝土各组分原料包括：以重量计，水泥200-400份、防辐射料40-60份、掺合料100-200份、玄武岩400-700份、河砂300-600份、减水剂30-40份、水150-250份。/n

【技术特征摘要】
1.一种预防高温熔穿的防辐射混凝土，其特征在于：所述防辐射混凝土各组分原料包括：以重量计，水泥200-400份、防辐射料40-60份、掺合料100-200份、玄武岩400-700份、河砂300-600份、减水剂30-40份、水150-250份。


2.根据权利要求1所述的一种预防高温熔穿的防辐射混凝土，其特征在于：所述防辐射料各组分原料包括：以重量计，预处理纤维10-30份、丙烯酸铅10-25份、甲基三甲氧基硅烷偶联剂40-70份、环氧树脂30-50份、固化剂10-15份。


3.根据权利要求2所述的一种预防高温熔穿的防辐射混凝土，其特征在于：所述预处理纤维由玻璃纤维、钢纤维和聚丙烯纤维混合，再经过粗化、敏化、活化、还原、镍铜化学镀制备得到。


4.根据权利要求3所述的一种预防高温熔穿的防辐射混凝土，其特征在于：所述玻璃纤维、钢纤维和聚丙烯纤维的质量比为1：（1-1.2）：0.5。


5.根据权利要求1所述的一种预防高温熔穿的防辐射混凝土，其特征在于：所述掺合料为硅灰、粉煤灰混合物，所述硅灰、粉煤灰的质量比为1：（1-1.5）。


6.一种预防高温熔穿的防辐射混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）准备物料：
2）预处理纤维的制备：
a）取步骤1）准备的玻璃纤维、钢纤维和聚丙烯纤维，搅拌，放入体积分数为30%的丙酮溶液中，浸泡5-6h，蒸馏水冲洗，再置于γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，浸泡5-8min，过滤，静置晾干，再置于干燥箱中干燥，得到混合纤维；
b）取混合纤维，置于60-65℃的硝酸溶液中，浸泡粗化5-10min，再将粗化后的混合纤维置于敏化液中进行敏化处理，浸泡时间为5-10min，再置于活化液中进行活化，浸泡活化时间为3-5min，再置于次亚磷酸钠溶液中进行还原；
c）取还原后的混合纤维，置于化学镀液中进行镍铜化学镀，水浴加热至88-90℃，搅拌，烘干，得到预处理纤维；
3）防辐射料的制备：
a）取步骤1）准备的聚丙烯，蒸馏水溶解，再取步骤1）准备的氧化铅粉末，分批缓慢加入，保持温度为60-62℃，继续搅拌，过滤，冷却结晶，再进行过滤，重结晶，干燥，得到丙烯酸铅粉末；
b）取丙烯酸铅粉末，研磨，再加入甲基三甲氧基硅烷偶联剂，搅拌至均匀，再加入环氧树脂，升温至40-45℃，继续搅拌，再进行γ辐照，辐照剂量为100KGy；
c）继续加热至流动态，加入预处理纤维，搅拌，再加入固化剂，高速搅拌，真空干燥，得到防辐射料；
4）取水泥、防辐射料、硅灰、粉煤灰、玄武岩、河砂，投入搅拌机中，高速搅拌，再加入减水剂和水，继续搅拌，得到混合浆料；取混合浆料，注入模具中振捣成型后，脱模、养护，得到所述防辐射混凝土。


7.根据权利要求6所述的一种预防高温熔穿的防辐射混凝土...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州巴涛信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32