一种防辐射混凝土及其制备方法技术

本申请涉及一种防辐射混凝土，所述混凝土包括重量份数的以下组分：水泥350‑390份，粉煤灰120‑150份，铅粉10‑30份，粗骨料400‑460份，细骨料650‑700份，膨润土40‑50份，减水剂8‑9份，水170‑180份；粗骨料包括重量比为1：（0.4‑0.6）：（0.2‑0.5）：（0.1‑0.4）的石子、重晶石、赤铁矿、轻骨料；铅粉粒径为15‑45μm；本申请具有提高混凝土的防辐射性和工作性能的效果；一种防辐射混凝土的制备方法，包括有以下步骤：将水泥、粉煤灰、铅粉、细骨料、膨润土、减水剂、水混匀，再将粗骨料加入进行混匀。

【技术实现步骤摘要】
一种防辐射混凝土及其制备方法
本申请涉及混凝土的领域，尤其是涉及一种防辐射混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的。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电离辐射：α、β、γ射线及中子射线,一定厚度的混凝土即可阻挡α、β射线，所以防辐射混凝土主要针对γ射线及中子射线,混凝土是建筑主体防辐射的基础材料,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。目前相关技术中，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提升，并且在实际生产中，多添加蛇纹石、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。针对上述中的相关技术，专利技术人认为存在上述矿物材料自重较大使混凝土易离析而导致工作性能变差的缺陷。
技术实现思路
为了提高混凝土的防辐射性和工作性能，本申请提供一种防辐射混凝土及其制备方法。第一方面，本申请提供一种防辐射混凝土，采用如下的技术方案：一种防辐射混凝土，按重量份数计，所述混凝土包括以下组分：水泥350-390份，粉煤灰120-150份，铅粉10-30份，粗骨料400-460份，细骨料650-700份，膨润土40-50份，减水剂8-9份，水170-180份；粗骨料包括重量比为1：(0.4-0.6)：(0.2-0.5)：(0.1-0.4)的石子、重晶石、赤铁矿、轻骨料；铅粉粒径为15-45μm。通过采用上述技术方案，重晶砂的主要成分为硫酸钡，钡离子具有良好的防辐射能力，赤铁矿的主要成分是Fe3O4，铁也具有较好的防辐射能力,同时添加轻骨料，降低了粗骨料的自重，使其下那个度低不易离析，也降低了混凝土的自重，使得混凝土不易产生沉降；同时，膨润土在水中分散成胶凝状和悬浮状，具有一定的黏滞性、触变性和润滑性，使得粗骨料和细骨料在混凝土中均不易产生离析，也增加了混凝土的流动性；纳米级的铅粉能够很好的分散于混凝土中，使得混凝土中胶凝物质(水泥和粉煤灰)的密度增大，从而粗骨料等不易产生沉降，与膨润土进一步复配，进一步提高了混凝土的工作性能；减水剂能够吸附在水泥颗粒的表面，使水能够充分与水泥颗粒接触，从而有利于减少水的用量，可有效改善混凝土的和易性、流动性，并有助于提高混凝土最终的强度；综上，提高了混凝土的防辐射性和工作性能，并一定程度上降低了混凝土的自重。优选的，所述细骨料包括重量比为1：(0.3-0.5)：(0.1-0.3)的砂、铁矿粉、硼玻璃粉。通过采用上述技术方案，铁矿粉、硼玻璃粉增加了胶凝材料的密度，使粗骨料不易沉降，提高了和易性；并且铁矿粉能够进一步提高混凝土的防辐射性能，硼玻璃粉粒径小、分散性好、防沉效果较好，能够较好的填补混凝土的间隙，提高混凝土的密实，硼玻璃粉含有稳定的硼元素，大大提高了混凝土对中子流的屏蔽作用。优选的，所述轻骨料为浮石、火山渣、陶粒中的一种或多种。优选的，所述轻骨料经过以下预处理：A1：将摩尔比为1：(10-13)：(16-22)的柠檬酸、硝酸钡、硝酸铁混匀，加入蒸馏水溶解混匀，柠檬酸、硝酸钡、硝酸铁的总重与蒸馏水的重量比为1：(10-30)，调节PH值为7，然后在85-95度水浴搅拌4-5小时，至液体为粘稠的胶体状，得到溶胶；A2：将轻骨料加入溶胶内搅拌均匀，轻骨料与硝酸铁、硝酸钡总重的质量比为1：(1-3)，并在120度下烘干4小时，然后在马弗炉内以60度/分钟的升温速率加热至830-870度，保温1.5-2.5小时。通过采用上述技术方案，在轻骨料表面包覆上一层钡铁氧体和的表壳，仅仅在轻骨料外层包覆外壳，而不影响轻骨料内部的多孔部分，轻骨料仍然能够降低自重，而外部的外壳使得轻骨料的强度增加，有利于增加混凝土的强度；同时，外壳的设置增加了轻骨料的抗辐射性能，从而增加了混凝土的抗辐射性能，同时还对电磁辐射有较好的吸收能力。优选的，所述轻骨料的粒径为5-10mm。优选的，所述石子、重晶石、赤铁矿为5-31.5mm之间连续级配。通过采用上述技术方案，使得较轻且强度较小的轻骨料能够填补石子、重晶石、赤铁矿产生的缝隙，而较高强度的石子、重晶石、赤铁矿则起到主要的支撑作用，使混凝土的强度较高；并且经过预处理的轻骨料的圆度增加，再加上骨料为较小粒径范围，从而有利于增加混凝土的流动性，提高工作性能。优选的，所述减水剂为聚羧酸盐减水剂。第二方面，本申请提供一种防辐射混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：将水泥、粉煤灰、铅粉、细骨料、膨润土、减水剂、水混匀，再将粗骨料加入进行混匀。通过采用上述技术方案，使得出粗骨料之外的其他组分先混匀，最后加入粗骨料混匀，使得粗骨料中较脆的重晶石、赤铁矿不易损坏，并且易于形成浆包石的密实结构，不易产生泌水离析，有助于提高工作性能。综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过粗骨料的复配，增加了混凝土的抗辐射性能，同时通过铅粉、膨润土与水泥和粉煤灰的复配，整体加了胶凝物质的密度、黏滞性等，使得混凝土不易产生沉降，流动性增加，工作性能增加；2.通过细骨料的复配，进一步使混凝土不易沉降；3.通过对在粗骨料中复配经过预处理过的轻骨料，使得轻骨料的强度增加，有利于增加混凝土的强度；同时，外壳的设置增加了轻骨料的抗辐射性能，从而增加了混凝土的抗辐射性能，同时还对电磁辐射有较好的吸收能力。具体实施方式结合以下内容对本申请作进一步详细说明。水泥为钡水泥，厂家为山东鹏硕医疗科技有限公司；粉煤灰，厂家为灵寿县国辉矿产品加工厂；铅粉，粒径15-45μm，厂家为河北沁迈金属材料有限公司；石子，厂家为蒲城县新时达建材有限公司；重晶石，厂家为灵寿县嘉源矿产品加工厂；赤铁矿，厂家为铜陵银本矿产品有限责任公司；砂为天然砂，表观密度1500kg/m3，堆积密度1200kg/m3，厂家为北京京豫鲁建筑工程有限公司；铁矿粉为赤铁矿粉，货号ct-57，厂家为灵寿县盛飞矿产品加工厂；硼玻璃粉，货号1602，厂家为石家庄灿烂矿产品贸易有限公司；膨润土为钠基膨润土，厂家为石家庄鑫升矿产品有限公司；减水剂为聚羧酸盐减水剂，厂家为济南御富源生物科技有限公司。实施例1一种防辐射混凝土，混凝土包括以下组分：水泥350份，粉煤灰150份，铅粉10份，粗骨料460份，细骨料650份，膨润土50份，减水剂8份，水180份。粗骨料包括重量比为1：0.5：0.4：0.25的石子、重晶石、赤铁矿、轻骨料，其中，轻骨料为重量比为1:1的浮石、火山渣。细骨料包括重量比为1：0.4：0.2的砂、铁矿粉、硼玻璃本文档来自技高网...

【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，所述混凝土包括以下组分：水泥350-390份，粉煤灰120-150份，铅粉10-30份，粗骨料400-460份，细骨料650-700份，膨润土40-50份，减水剂8-9份，水170-180份；/n粗骨料包括重量比为1：（0.4-0.6）：（0.2-0.5）：（0.1-0.4）的石子、重晶石、赤铁矿、轻骨料；/n铅粉粒径为15-45μm。/n

【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，所述混凝土包括以下组分：水泥350-390份，粉煤灰120-150份，铅粉10-30份，粗骨料400-460份，细骨料650-700份，膨润土40-50份，减水剂8-9份，水170-180份；
粗骨料包括重量比为1：（0.4-0.6）：（0.2-0.5）：（0.1-0.4）的石子、重晶石、赤铁矿、轻骨料；
铅粉粒径为15-45μm。


2.根据权利要求1所述的一种防辐射混凝土，其特征在于：所述细骨料包括重量比为1：（0.3-0.5）：（0.1-0.3）的砂、铁矿粉、硼玻璃粉。


3.根据权利要求1所述的一种防辐射混凝土，其特征在于：所述轻骨料为浮石、火山渣、陶粒中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的一种防辐射混凝土，其特征在于：所述轻骨料经过以下预处理：
A1：将摩尔比为1：（10-13）：（16-22）的柠檬酸、硝酸钡、硝酸铁混匀，加入蒸馏水溶解混匀，柠...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱伟民，曾启瑞，张文彬，张涛，廖仁镭，
申请(专利权)人：湖州上建混凝土有限公司，上海建工建材科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33