一种预拌泵送重混凝土制造技术

一种预拌泵送重混凝土，由８０－９３重量份的重集料、６－１５重量份的水泥类材料、２－５重量份的水、０．４以下重量份的混凝土外加剂和０．０１以下重量份的功能调节剂组成。混凝土表观密度达３５００ｋｇ／ｍ３以上，拌合物无分层离析现象，有良好的粘聚性和保塑性，可远距离泵送。选用高效砼掺合料，可避免大体积砼因水泥水化热引起的裂缝发生。适于厚１５００ｍｍ以上的防辐射重混凝土工程。可广泛用于核反应堆、医疗粒子加速器、海关检测、科研实验室等相关核工业与放射性同位素技术应用的屏蔽场所。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属建筑材料的特种混凝土领域，专指一种预搅拌能泵送的防辐 射重混凝土。
技术介绍
由于核工业及相关放射性行业的飞速发展，放射性同位素技术在工业、 农业、医疗、国防、海关、科研实验室等领域得到了广泛的应用，人们与 带放射性辐射场所的接触越来越普遍。而各种放射线对人体和环境的损坏 影响大而深远。为保证专业与非专业人员的身心健康安全和环境，对相关 设备与设施的防护就显得异常重要。放射性射线有a-射线、P-射线、Y-射线、x-射线、中子射线和质 子流等。其穿透能力与其对人体和环境的影响有很大差别。其中a-射线、 P-射线、质子流的电离能力强，穿透能力弱，很薄的材料就能有效防护其 影响。Y-射线与x-射线是一种高频高能电磁波，是光子流，具有很强的穿透能力，只有相当厚度的材料才能防护它们的影响，物质的密度越大防 护性能越好。中子射线由不带电荷的中子构成，是中子流，且与某些原子 核碰撞会产生Y-射线。中子射线有快、中、慢速中子流，其防护不仅需要 重元素还需要轻元素。X-射线为受激发射的电磁波，不同于放射性同位素衰变时放出的射 线。因此核反应堆与放射性同位素技术应用场所的防护问题就变为有效防 护Y-射线和中子射线的问题。放射线的穿透程度与防护材料的厚度和密度 成反比，防护材料愈厚，物质的密度愈大，其防护性能愈好。而轻元素越 多，防护中子流的效果越好。氢是最轻的元素，水中氢最多，因而含结合 水愈多的材料，其防护中子射线的性能愈强。因此对放射线进行屏蔽防护 的材料必需由密度大的重元素材料和能含较多结合水的材料组成，其合适3的比例组成既能防护Y-射线又能抵御中子射线。铅、锌、钢铁等重金属材料因其密度大，防护Y-射性的效果好，但价 格昂贵，且难于制作，其应用受到限制。而用水拌制的混凝土，因制作成 型容易又价廉且含大量结合水，即成为屏蔽与防护射线材料的首选。只要 将普通砂、石集料换成密度大的重元素材料就成为理想的防射线材料，既 防Y-射性、又防中子射线，既宜于制作又经济耐久，还可以作为结构与围 护材料。因此配制合适大容重的重砼即成为防射线工程的主要途径方向与 内容。砼容重(表观密度)越大，则防射线效果越好。重元素集料有多种，如铁矿石、重晶石、蛇纹石、钢铁块和钢铁砂粒 等，可配制混凝土容重为2500-7000kg/n^，集料比重越大，则混凝土容重越大，其防护效果越好。但混凝土是由多种材料与大小不同的集料组成的紧 密堆积匀质物，集料比重越大，其与胶结它的材料比重差别就越大，达到 匀质紧密堆积的难度就越大。因此，施工时通常现场搅拌成较干的混合物。 手工小批量小心浇捣，分层分隔施工。这种砼无流动性，施工时间长，工 程质量无保证，仅适于小型防辐射工程。现今核电站、医疗粒子加速器、 大型国防与科研场所涉及的防射线工程均是大体积混凝土， 1500mm以上的 厚度，1000m3以上的体积，均要求使用预拌混凝土和泵送施工工艺，这样重 砼的均质性与工程质量就难以达到，特别是容重大于3300 kg/m3的重砼。 其原因主要是重集料的沉降，拌合物的分层、离析、泌水，坍落度损失， 大体积砼开裂等众多问题。 一般普通泵送砼生产、施工技术是无法解决这 些问题的。如这些问题不解决，则达不到屏蔽与防护射线的目的。后果会 相当严重。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是重集料的级配问题，防止拌合物的分层、 离析、泌水问题，减少坍落度损失问题，泵送问题，水泥水化热过高引起 大体积砼开裂问题。本专利技术的技术方案为该预拌泵送重混凝土由80-93重量份的重集料、 6-15重量份的水泥类材料、2-5重量份的水、0. 4以下重量份的混凝土外加剂和O.Ol以下重量份的功能调节剂组成。上述重集料为铁矿石、重晶石、蛇纹石、铅锌矿、铁粒、废钢铁块、 铅块、锌块。要求比重大、杂质少，含泥量小于l.O，最好还能含结合水。采用颚式破碎机或反击式破碎机，配合筛分设施进行重集料的加工， 此加工集料多凌角而不规则，为提高重砼的密实度，其粗、细集料的级配 非常重要，同时良好级配的粗细集料也能有效防止拌合物的分层、离析和 泌水。为达到要求的集料级配，需多次反复破碎和筛分，再称量、试配、 检测。粗、细集料的级配需符合以下技术参数粗集料的级配要求-方筛尺寸mm2. 364. 759.516.019.0累计筛余％95-10085-9550-8020-50o-io细集料级配要求-方筛尺寸咖0. 160. 3150. 631. 252. 55.0累计筛余％90-10070-9040-7010-500-250-10为减弱中子流的穿透强度，提高对中子的吸收能力，还可加入含硼、 镉、锂的化合物。重集料的比重一般大于4.0，水泥比重2.9—3. 1，水的比重为l，在这 种重砼混合物中，重集料肯定会沉降，水泥浆会上浮，集料越重，砼容重 越大，防护效果越好，但集料越容易沉降，砼均质性越难满足。为此本专利技术采用功能调节剂解决这个问题，以确保拌合物不致分层、 离析和泌水而易于泵送和施工。选用功能调节剂有甲基纤维素、羧甲基 纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、聚乙烯醇、淀粉钠、聚丙 烯酰胺、聚氧化乙烯、聚丙烯酸钠、乙烯一醋酸乙烯共聚物、苯乙烯共聚 物等。使用混凝土外加剂以减少坍落度损失和易于泵送，同时提高砼密实度和强度，所用外加剂包括萘系减水剂、三聚氰胺类减水剂、氨基磺酸盐类减水剂、聚羧酸类减水剂、木钙与糖钙类材料、聚磷酸盐、多元醇及其 衍生物、硫酸盐、硫铝酸盐、硫化物、氯化物、羟基羧酸盐、亚硝酸盐、 碳酸盐等中的至少二种和多种。5为提高重砼强度，则需多用水泥，但水泥用得越多，水化放热越多， 大体积砼则更易于开裂。同时水泥用得越多，需水也越多，其砼容重降低 的越多。为解决这些问题，优选强度高、同时水化热小的水泥，更优选高 效砼掺合料，用高效砼掺合料代替部分或全部的高标号水泥。也可以使用 矿粉。高效砼掺合料与普遍42. 5水泥的性能如下:<table>table see original document page 6</column></row><table>该预拌泵送重混凝土按普通预拌混凝土的生产、运输、施工规程进行操作，每次生产与运输量比通常的少40%以上。本专利技术的有益效果本专利技术可使容重大于3300 kg/m3的重砼在生产、 运输、泵送施工过程中保持混合物的均匀性，避免大体积砼的开裂，确保 重砼的匀质性，提高密实度与强度及耐久性，且能预拌和远距离泵送施工， 达到切实有效屏蔽与防护放射线的目的。可广泛用于核反应堆、医疗粒子 加速器、海关检测、科研实验室等相关核工业与放射性同位素技术应用的 屏蔽场所。具体实施例方式实施例1:选用材料粗细集料均为同一品种重晶石矿，经洗选、破碎、筛分加 工而成，矿石表观密度4360kg/m3 ，含泥量〈1%，粗集料尺寸5—20mm ， 压碎指标28%，细集料的细度模数为2.58。水泥类材料使用湘潭长青建材有限公司生产的高效砼掺合料。功能调节剂选用羟丙基甲基纤维素和高粘淀粉钠。砼外加剂选用聚羧酸类减水剂、多元醇衍生物、羟基羧酸盐和硫酸盐。 重砼配合比<table>table see original document 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预拌泵送重混凝土，其特征在于：它由８０－９３重量份的重集料、６－１５重量份的水泥类材料、２－５重量份的水、０．４以下重量份的混凝土外加剂和０．０１以下重量份的功能调节剂组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫党，贺海山，王国光，陈鸿钧，伍灿良，方东升，廖宏，
申请(专利权)人：湖南省第六工程有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]